给水泵密封水回水多级水封装置改造.pdf

第 3 7卷 第 3期 2 0 1 5年 3月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c hn o l o g y V0 l _ 3 7 No 3 Ma r 2 01 5 给水泵密封水 回水 多级水 封装置改造 洪 立 ， 王 晓 文 ( 广东粤电靖海发电有限公司， 广东 惠来5 1 5 2 0 0 ) 摘要： 介绍了惠来电厂 1 0 0 0MW超临界机组汽动给水泵密封水回水多级水封装置的工作原理， 分析了多级水封装置 设计 、 安装及运行过程中存在的问题 ， 制订了可行的改造方案并予以实施 ， 解决了给水泵密封水 回水长期不能回收的 问题 。 关键词： 1 0 0 0M w 超临界机组 ； 给水泵； 密封水； 多级水封； 改造 中图分类号： T K 2 2 3 5 2 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 3 1 0 3 1问题的提出 惠来电厂一期工程 21 0 0 0 MW 超临界机组每 台机组配有 2台容量 为 5 0 锅炉最 大连续蒸发量 ( B MC R) 的汽动给水泵 ， 驱动装置为东方汽轮机有 限公司生产的 G 2 21 0型锅炉给水泵 汽轮机 ， 给 水泵为山东荏原博泵泵业有限公司引进的 HD B型 多级离心泵。给水泵密封水 回水经多级水封装置排 至凝汽器进行 回收。在机组调试运行期 间， 出现了 凝汽器真空度偏低 、 真空系统严 密性试验不合格 的 问题。在给水泵密 封水 回水排地沟 时， 凝汽器 真空 度会逐渐升高至正常值且真空系统严密性试验结果 为良。为了维持凝汽器真空度 ， 保证机组的经济性 ， 运行人员长时间将 给水泵密封水 回水排地沟 ， 造成 大量的除盐水浪费 ， 增加 了运行成本 。为此对 给水 泵密封水 回水多级水封装置进行 了改造 ， 回收了给 水泵密封水 ， 避免了除盐水的浪费。 2给水泵密封水系统 惠来 电厂 3 ， 4机组 配置的汽动给水泵轴端 采用水力节流轴封 ， 密封水取 自凝结水泵的出 口， 经 过滤器及调节阀后注入给水泵两侧的密封体。密封 水 回水分为两路 ： 一路有压 回水 进入 汽动 给水泵前 置泵进 口滤网前 ， 又称卸荷水 ； 另一路无压 回水排地 沟或经过多级水封装置进入凝汽器疏水扩容器。密 封水量设计为 7 t h ， 给水泵 密封水 系统示意如 图 1 所 示 。 机组在调试运行期 间， 当给水泵密封水 回水经 多级水封排至凝汽器进行 回收时 ， 凝 汽器真空度偏 低( 约 一9 2 0 k P a ) ， 达 不 到凝 汽器 真 空度 设计 值 (一 9 5 2 k P a ) 。 当做真空系统严密性试验时， 在所有 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 0 8 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 41 2 0 9 泄 图 1 给水泵密封水 系统 示意图 真空泵停运后 ， 凝汽器真空度快速下降 ， 无法维持正 常值 ， 只能终止试验 ， 真空度下降速度约 1 k P a m i n ， 远远达不到 D L T 9 3 2 -2 0 0 5 ( 凝汽器与真空系统运 行维护 规定的要求 ： “ 机组容量大于 1 0 0 MW， 真空 度下降速度小于 0 2 7 k P a m i n ” 。当 2台给水泵密 封水 回水排地沟时 ， 在关闭密封水 回水至多级水封 手动门后 ， 凝 汽器真空度快速上升至 一9 4 2 k P a ， 再 次做 真 空 系统 严 密 性 试 验 ， 真 空 度 下 降 速 度 约 0 1 3 k P a mi n ， 达到了 D L T 9 3 2 -2 0 0 5 ( 凝汽器与真 空系统运行维护 的规定值。这说明， 多级水封装 置外壳密封性是完好 的 ， 但给水泵 密封水 回水 中大 量空气通过多级水 封装置进入到凝汽器 ， 多级水封 装置失去水封 的作用 。 为了保证机组的经 济性 ， 运行人员不得不将给 水泵密封水 回水外排至地沟 ， 浪费了大量 的除盐水 ， 单台给水泵密封水量为 7 t h ， 1台机组 给水泵密封 水量为 1 4 t h 。因此 ， 必须对给水泵密封水 回水多 级水封装置进行改造 。 3多级水封 工作原理 水封装置是利用水封筒内水柱的高度差平衡给 水泵密封水 回水管道( 一般为大气压) 与凝汽器之 3 2 华 电技 术 第 3 7卷 间的压差 ， 同时利用水封筒 内的水柱将凝汽器与外 界空气隔离 ， 以防止空气 漏人 ， 影 响凝 汽器真空系 统。它与单级水封相比， 多级水封降低了水封筒的 高度， 减少了水封筒埋地的深度。图 2为多级水 封管路示意图。 图 2 多级水封管路示意 根 据水封 的原理 可知 ， 给水泵 密封水 回水 压 力为【 P 1=P 0+p g h， ( 1 ) 式中： p 为给水泵密封水回水压力 ， MP a ； p 。 为凝汽 器 内绝对压力 ， MP a ； p为水的密度 ， k g m ； g为重力 加速度 ， m s ； h为水封筒有效水头高度 ， m。 假设 P 1 =0 1 0 3 MP a ， P o=0 0 0 5 MP a ， 通过 式 ( 1 ) 可计算出水封筒水头高度 h ： ： 1 0( m) 9 8 X 1 O 对于多级水封 ， 各级水封筒 的有效水头高度之 和必须大于 h ， 否则凝 汽器 负压会将水封筒的水抽 干 ， 水封筒失去水封作用 ， 密封水回水带有的空气直 接进入凝汽器 ， 影响真空系统 。在实际工程中， 考虑 水封筒阻力及实际有效水头高度等 因素 ， 水封筒 的 设计高度都会有一定的裕度。 4 多级水封装置存在的问题 惠来 电厂 1 0 0 0 MW 超 临界机组工程设计的给 水泵密封水回水多级水封装 置为三级 、 四级复合 多 级水封 ， 它可通过一个手动截止 阀进行切换 ， 这样既 能充分保证多级水封筒的总有效高度的要求 ， 也提 高了运行方式 的灵 活性 ( 若 给水泵 密封水 回水不 畅 ， 可考虑将四级水封切换成三级水封 ， 降低水封装 置的总水头) 。图 3为该厂多级水封装置设计施工 图 ， 图 中， h 1=3 0 m， h ，=2 8 r n ， h 1=3 2 m， h ： 5 012 0 ， 按照四级水 封粗 略计算 ， 该水封装置理 论上能产生的最大水头为 3 0+ 2 8+3 2+5 0= 1 4 0( m) 。 水封装置工作过程如下： 凝汽器在抽真空前， 先关 闭水封装置进口阀， 开启注水阀和放气阀， 注满水后关 闭放气阀和注水阀， 然后开启水位控制阀， 至放不出水 为止 ， 关闭水位控制阀和放气 阀， 再打开进 口阀， 此时 水封筒内水柱上方为空气。凝汽器抽真空后 ， 水封筒 内水柱会发生变化产生水头， 各级水封筒的有效水头 高度之和为该水封装置的总有效水头高度。 由于设计 、 安装等原 因， 该水封装置运行 中存在 以下问题 。 ( 1 ) 在图3中标注的为水封装置三级水封筒 与 四级水封筒上部 的放气管道连接在一起 ， 共用一 个放气手动门。运行中三级水封筒与四级水封筒内 压力一致 ， 此时四级水封筒内不能产生水头 ， 第 3段 水封失去作用 ， 此时水封装置理论上能产生的最大 水头为 1 0 8 m。考虑现场各 种 因素， 在机 组运行 中， 水封装置实际有效水头高度会小于必需水头的 高度 ( h= 1 0 m) ， 这将会导致水封被破坏 ， 给水泵 密 封水 回水 内气 、 水混合物直接进入凝汽器 ， 影响真空 系统。 ( 2 ) 在图 3中标注 的为原设 计的“ 启动水位 控制阀” 未安装 ， 在机组调试运行中， 当水封装置投 入时， 注水阶段运行人员无法判断水封筒 内水位 ， 使 得水封筒内水位过高或过低 ， 导致水封装置不能正 常工作 ， 影响凝汽器真空系统。 图 3 多级水封装置设计施工示意 ( 3 ) 在机组运行过程 中， 若水封装置出现故障 ， 失去水封作用 ， 势必会影响到凝汽器真空系统 ， 但水 封装置出口与凝汽器连接管道上未设计相关阀门进 行隔离 ， 无法对水封装置进行检修。为 了维持凝汽 器真空系统 ， 保证机组的经济性 ， 运行人员只能将给 水泵密封水 回水排地沟 ， 造成大量的除盐水浪费。 5 改造方案 根据上述情况 ， 制订了以下改造方案。 ( 1 ) 水封装置三级水封筒与 四级水封筒的放气 管道分隔开 ， 独立接管 ， 如 图 4所示 ， 以保证 四级水 封筒能正常工作 ， 起到水封作用。 ( 2 ) 按原设计 图安装 启 动水位控 制 阀及其 管 道 ， 水封装置注水放气后 ， 开启启动水位控制阀 ， 保 证水封筒内上方空间为空气区域 。在二级水封筒与 三级水封筒连通管道上加装 1 个放气阀及 1个水位 第 3期 洪立， 等： 给水泵密封水回水 多级水封装置改造 3 3 控制阀 ， 启动前使该区域形成空气区 ， 以保证二级水 封筒运行正常 。 图 4 多级水封装置 改造后示意 ( 3 ) 在多级水封装置出 口至凝汽器管道上加装 1个手动截止 阀， 在机组运行 中， 若水封装 置出现故 障 ， 可关闭该手动 截止 阀， 将多级水 封装 置隔离检 修 。若水封装置发生水封破坏 ， 也 可关 闭多级水封 出口至凝汽器手动截止阀 ， 重新注水放气后 ， 再投入 水封装置运行。 6改造 实施 利用惠来电厂 4机组停机消缺的机会 ， 根据制 订的改造方案对给水泵密封水回水多级水封装置进 行了改造。改造后 ， 4机组给水泵密封水得到了回 收 ， 凝汽器真空度保持在 一 9 5 k P a 左右 ， 真空度严密 性试验结果为每分 钟下 降 0 1 3 6 k P a ( 评价结果 为 良) ， 达到 了预期效果 ， 同时解决了机组运行 中多级 水封装置不能解列检修 的问题。 7 结论 给水泵密封水回水多级水封工作异常 ， 可能会 导致密封水回水不畅 、 给水泵润滑油带水乳化 、 凝汽 器真空度下降等 ， 因此必须引起足够重视 。在机组 建设和安装阶段 ， 应仔细核对设计 图纸 ， 进行必要的 理论校对 ， 并要求施工单位严格按照设计图纸施工 ， 确保机组调试阶段设备运行可靠 。 参考文献 ： 1 谭灿椠， 吴阿峰 多级水封器高度计算方法的探讨 J 节能， 2 0 0 9 ( 1 ) ： 2 3 2 4 2 吕红缨 水封高度的一种计算方法 J 电力高等专科学 校 学报 ， 2 0 0 5 ， 1 0 ( 4 ) ： 1 11 8 ( 本文责编： 王书平) 作者 简介 ： 洪立( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 湖北公安人， 工程师， 从事火力发电 厂运行管理工作( E m a i l ： h o n g l i9 7 1 6 3 c o m) 。 0 0000 0o 000 0 000o0000o00 00 00 0000 00o0 00 ( 上接第 2 8页) 由表 5数据计算可 以得 出， 第 8轴重物承载器 对基础 的平均作用力最大 ， 为 ( 2 6 5 4 3 0十1 6 6 9 9 0+ 9 6 0 3 2+ 5 1 8 3 4 2 )1 0一 ( 0 61 2 )= 0 1 4 5 MP a , 其中第 5轴第 5个重物 承载器对基 础 的作用力 最 大 ， 为 0 5 2 6 2 6 8( 0 61 )= 0 8 7 7 M P a ， 方案 中在 轨道下方浇筑 了素混凝土垫层并铺设 了钢板 ， 因此 ， 地基承载力能满足规范强度要求。 4 结论 火电机组改造中采用有限元软件对引风机支架 平移方案 中可能出现的工况进行模拟仿真，能为方 案 的选择和实施提供较好 的理论依据 ， 为项 目的顺 利实施奠定坚 实的基础 。该项 目目前 已顺 利实施 ， 实施结果表明 ， 相 比于传统先拆后装的方法 ， 火电机 组钢结构引风机支架平 移能缩短工期 5 0 以上 ， 节 省专项投资约 6 0 。相关研究结果 若能在既有 电 厂锅炉检修项 目中顺利推广 ， 其产生的经济效益 、 社 会效益将会是非常巨大的； 与此同时 ， 各既有电厂能 更好 、 更快地实现环保新政对火 电厂大气污染 物的 排放规定。 参考文献 ： 1 李郁武 我国电力行业节能减排概况及实施措施的探讨 J 山东电力高等专科学校学报， 2 0 1 1 ， 1 4 ( 1 ) ： 2 4 2 7 2 翟伟伟 我国电力节能减排面临的问题与对策 J 机械 管理 开发 ， 2 0 1 3 ( 8 ) ： 9 89 9 3 谢敬东 华东区域电力行业节能减排情况回顾 J 电力 与能源 ， 2 0 1 1 ， 1 ( 1 ) ： 2 2 2 5 4 张鑫 国外建筑物整体平移技术的进展 J 工业建筑， 2 0 0 2 ， 3 2 ( 1 ) ： 1 2一l 3 5 孔祥利 ， 周健 建筑物整体旋转平移技术 J 工业建筑， 2 0 0 7 ， 3 7 ( 2 ) ： 1 0 01 0 1 6 姚艳红 ， 于红杰 复杂结构建筑物整体平移关键技术研 究 J 科学技术与工程 ， 2 0 1 I ( 1 0 ) ： 2 3 8 0 2 3 8 3 7 梁峰卢 ， 文胜 移位技术与建筑结构安全问题 J 结构 工程师 ， 2 0 0 4 ( 5 ) ： 2 4 2 7 8 徐祥兴 ， 阎志泉， 徐磊铭 大型钢框架整体液压连续平移 技术 J 施工技术 ， 2 0 0 7 ( 6 ) ： 3 1 3 3 ( 本文责编： 刘芳) 作者简介 ： 孙哗文( 1 9 8 2 一) ， 男 ， 江苏镇江人 ， 工程师， 从事电力建 设工程方面的工作( E m a i l ： 1 5 0 5 0 8 6 8 6 6 0 1 3 9 t o m) 。