给水泵迷宫式密封装置密封水流量的测量及改进.pdf

第 5 5卷 第 4期 2 0 1 3年 8月 汽轮机技术 TURBI NE TECHNOLOGY V0 1 ． 5 5 No ． 4 Au g ． 2 01 3 给水泵迷宫式密封装置密封水流量 的测量及改进 杨海生， 吴瑞涛 ( 河北省电力公 司电力科 学研究院， 石 家庄 0 5 0 0 2 1 ) 摘要： 针对国内部分给水泵采用迷宫式密封装置的状况， 对当前密封水流量的测量方法及其缺点进行了阐述。提 出了密封水流量测量的改进方案 ， 为方便、 准确地测量迷宫式密封装置的密封水流量提供了参考。 关键词： 给水泵； 迷宫式密封 ； 密封水流量； 测量； 改进 分类号： T K 2 2 3 ． 5 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 — 5 8 8 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 2 8 5 - 0 2 Me a s u r e me n t I mp r o v e me n t o f t h e S e a l i n g F l o w f o r F e e d wa t e r P u mp L a b r i n t h S e a l i n g Y ANG Ha i — s h e n g ．WU Re i ． t a o ( He b e i E l e c t r i c P o w e r R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 2 1 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： C u r r e n t l y s o me o f t h e f e e d wa t e r p u mp s a t e s e a l e d b y t h e L a b r i n t h S e ali n g ．T h e me a s u r e me n t me t h o d o f s e ali n g w a t e r fl o w f o r t h i s k i n d o f c o n fi g u r a t i o n a n d i t s d i s a d v a n t a g e s w e r e d e s c r i b e d ， a n d r e l e v a n t mo d i fi c a t i o n s c h e me wa s p u t for w a r d ， t h u s p r o v i d i n g a r e f e r e n c e f o r t h e c o n v e n i e n t a n d a c c u r a t e me asu r i n g o f t h e s e ali n g fl o w f o r L a b ri n t h S e ali n g d e v i c e ． Ke y wo r d s ： f e e d wa t e r p u m p； l a b r i n t h s e a l i n g； s e a l i n g wa t e r flo w ； me a s u r e me n t ； i m p r o v e m e n t 0 前言 国内大型汽轮机性能验收试验中， 多数要求采用 A S ME P T C 6 (( 汽轮机性能验收试验规范》 J 。 当按照 A S ME P T C 6标准进行试验时， 为了准确测定汽 轮机组性能 ， 对主凝结水流量测量要求采用 A S ME流量喷 嘴。对于给水泵采用迷宫式密封装置的系统， 还必须在试验 时同时测试给水泵密封水量。因为密封水量的测量准确性 直接关系到由凝结水流量进行热平衡计算出的给水流量 ， 进 而关系到汽轮机热耗率的准确性。以3 0 0 MW 等级机组为 例， 给水泵密封水流量测量绝对误差为 l t ／ h时， 将影响机组 热耗率近 8 k J ／ ( k W h ) 。因此， 准确测量迷宫式密封装置的 密封水流量， 对于汽轮机性能验收试验十分重要。 现有密封水测量系统中， 由于现场未提供直接测量的位 置， 而只能采用改变系统运行方式的方法进行测量， 直接导 致测试时运行人员操作较多 ， 且带有一定的操作风险。实践 证明， 对现在系统进行适当的改进， 可 以达到对密封水流量 进行直接测量的效果。 1 给水泵采用迷宫式密封装置时常用 的密 封水流量的测量方法 刁 。 典型的给水泵采用迷宫式密封的密封水系统如图 1 所 给水泵 水 图 1 给水泵密封水系统示意图 由图1所知 ， 密封水系统进入给水系统的净流量采用下 式计算： Q =Q j —Q ( 1 ) 式中， Q ， 为密封水系统进水流量； Q 为密封水系统 回水流 量 。 1 ． 1 密封水进水流量 的测量 密封水水源一般取 自凝结水系统。由凝结水系统至给 水泵密封水系统， 现场一般具有较长的直管段， 且凝结水压 力较高， 测量条件相对较好。 测量时， 可以按照文献[ 2 ] 中的要求安装标准流量孑 L 板 的方法进行测量， 或者直接采用超声波流量计进行测量。汽 轮机性能验收试验时， 一般在性能试验测点布置时安装单独 的试验用流量孔板。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 9 ． 1 9 作者简介： 杨海生( 1 9 7 4 一) ， 男， 河北井陉人， 学士， 工程硕士， 高级工程师， 2 0 0 8 年获英国工程技术学会( I E T ) M I E T 会员证书及英国工程学 会( E C— U K ) 注册企业工程师证书， 副主任工程师， 主要研究方向热力发电厂节能及经济性分析、 电厂汽轮机及系统调试、 蓄冷电 力需求侧项目评价等。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 6 汽轮机技术 第 5 5卷 1 ． 2 密封水 回水流量 的测量 由于密封水回水流动方式为重力 自流至密封水水封筒。 在设计中管道的管径一般选取较大， 以减少流动阻力， 因此 ， 在正常运行状态下， 密封水回水管道中水流处于未充满管道 状态 ， 这给密封水回水流量的测量增加了难度。 现场试验中， 为了测量密封水回水的流量， 一般要求运 行人员将密封水回水切至排地沟回路 ， 并且关闭密封水回水 至凝汽器管路。在排地沟管道上采用容积法进行流量测量。 这种现有的测量方法的主要缺点如下 ： ( 1 ) 增加了现场运行人员的操作， 及相关 的运行风险。 汽轮机性能试验中， 每种试验工况下， 一般需要测量至少两 台运行给水泵的密封水回水流量， 由此增加 了运行人员的操 作。 ( 2 ) 试验期间， 在进行密封水流量的测量期间， 系统内凝 结水外漏增加。在密封水回水进行容积法测量时， 必然造成 若干工质的外漏。 ( 3 ) 测量环境及条件比较恶劣。为了进行密封水回水流 量测量， 需要几个人配合进行测量 ， 效率较低。 2 密封水流量测量方法的改进 从密封水净流量计算需要的两个流量来看， 现有密封水 进水量测量条件较好， 且 比较容易实现数据的自动采集 ； 而 密封水回水流量的测量上 ， 测量条件较差 ， 且人工操作过多， 增加了现场的试验风险。故测量方法的改进上， 主要针对密 封水回水流量的测量。 密封水回水流量的测量条件中， 主要的测量难度是 由于 现有的密封水回水管道水流处于未满管状态所致。在改进 方案中， 可以采用一些措施使密封水回水管道的局部存在满 水的流动状态， 进而提高现场测量的效率。 图 2中给出了一种密封水 回水管道布置改进 的方案。 如图 2所示 ， 在密封水回水管道母管上， 增加了一段低于原 水平布置管的管段。管段长度为 ， 此管段与原水平管段高 差为 H。实际布置中， H应根据现场密封水回水管的布置空 间来确定 ， 但 选取上应设法不低于2 5 倍的管径 ， 以保证测 给水泵 水排地沟 图 2 改进的给水泵密封水系统示意 图 量管段内处于良好的流动状态。 采用这种改进的密封水回水管道布置后， 可以方便地在 测量管段上采用超声波流量计进行流量的测量 ， 并且不需要 改变密封水系统的运行方式 ， 对密封水系统的正常运行状态 没有任何影响。 如果在改进的测量管段上增加正常运行测点， 建议增加 超声波流量测量装置。正常运行增加给水泵密封水进水流 量及回水流量的测量数据后 ， 可以方便地监测及分析迷宫式 密封装置的运行状态。如果密封水流量显著增大， 则可反映 出迷宫式密封装置异常磨损。 3 结论 针对国内部分给水泵采用迷宫式密封装置的状况， 对当 前密封水流量的测量方法及其缺点进行了阐述。提 出了密 封水流量测量的改进方案 ， 为方便、 准确地测量迷宫式密封 装置的密封水流量提供了参考。 参 考 文 献 [ 1 ] A S M E P T C 6—2 0 0 4 ．P e r f o r m a n c e T e s t C o d e 6 O 1 1 S t e a m T u r b i n e s [ S ] ． [ 2 ] G B ／ T 2 6 2 4 ． 2 — 2 0 0 6 ． 用安装在圆形截面管道中的差压装置测 量满管流体 流量 ， 第二部分 流量孔板 [ S ] ． ( 上接第4 7 0页) 动一般是由于轴承稳定性 的降低造成 的。 在单通道进汽状态下 ， 严重不平衡的汽流力会导致轴承载荷 发生变化， 轴心位置发生偏移， 轴承的静动特性随之发生变 化 ， 会引起轴承稳定性和振动的变化。显然， 采用对称双通 道的进汽时， 这一状况得到明显的改观 J 。 4 结论 通过对汽轮机调节级配汽方式对机组振动影响试验研 究 ， 可以得到以下结论： ( 1 ) 部分进汽试验台采用单通道进汽时， 叶轮受到的不 平衡汽流激振力 ， 会引起试验台较强的低频振动。采用对称 双通道进汽可大幅度降低叶轮所受汽流力的不平衡程度， 降 低试验台在低频段的振动。低频段振动的降低对于提高船 舰的隐身性能有非常重要的意义。 ( 2 ) 对称双通道的进汽方式与单通道进汽相比， 对于试 验台在低频段振动的降低程度与涡轮的运行工况有一定的 关系。降幅总体上有随着工况的提高而增大的趋势。 ( 3 ) 对称双通道的进汽方式对于提高轴系的安全有明显 的作用。 参 考 文 献 [ 1 ] 张回良， 吴伟亮， 张玫宝， 等． 部分进汽条件下汽轮机组振动情 况的研究分析[ J ] ．机械设计与研究 ， 2 0 1 1 ， 2 7 ( 3 ) ： 3 1 — 3 4 ． [ 2 ] 牟法海， 石瑞平， 等． 汽流激振故障的诊断与处理[ J ] ． 热力透 平 ， 2 0 1 0 ， ( 1 ) ： 7 5—7 8 ． [ 3 ] 李香莲．振动信号的现代分析技术与应用[ M] ． 北京： 国防工 业出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 4 ] G J B 4 0 5 8 — 2 0 0 0 ， 船舶设备噪声、 振动测量方法[ S ] ． [ 5 ] 秦树人， 季忠， 等．工程信号处理[ M] ．北京： 高等教育出版 社 ． 2 0 0 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m