趙世偉，許 飛，王川川

（國(guó)電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467312）

600 MW機(jī)組給水泵密封水問題分析及對(duì)策

趙世偉，許 飛，王川川

（國(guó)電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467312）

艾倫發(fā)電廠2×600 MW機(jī)組給水泵密封水系統(tǒng)運(yùn)行中存在真空泄漏、溢流等問題，通過對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)密封水系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了一定的技術(shù)改造，徹底解決了密封水系統(tǒng)存在的問題，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

給水泵；密封水；分析；優(yōu)化

0 引言

艾倫發(fā)電廠是我國(guó)整套出口土耳其的首臺(tái)600 MW超臨界燃煤機(jī)組，2008年5月開工建設(shè)，2010年12月竣工。機(jī)組投產(chǎn)后，由于給水泵密封水回收系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷，運(yùn)行方式不合理，造成密封水回收水箱真空泄漏、密封水回水長(zhǎng)期溢流等問題，嚴(yán)重影響整個(gè)機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。以下就相關(guān)問題進(jìn)行了分析，提出系統(tǒng)優(yōu)化和技術(shù)改造方案，徹底解決了困擾給水泵密封水系統(tǒng)存在的問題，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 系統(tǒng)概況

艾倫發(fā)電廠超臨界燃煤機(jī)組配置2臺(tái)50%額定容量汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)30%額定容量電動(dòng)給水泵，汽動(dòng)給水泵為上海電力修造總廠生產(chǎn)的離心泵，型號(hào)為HPT300-340-6S，泵體主要由芯包、內(nèi)外泵殼、水力部件、中間抽頭、平衡裝置、軸承、軸封以及泵座等部件組成，轉(zhuǎn)子是SULZER公司生產(chǎn)的剛性轉(zhuǎn)子，具有較高的機(jī)械可靠性。

汽動(dòng)給水泵以及電動(dòng)給水泵的軸端密封均為迷宮式密封，通過間隙控制泄漏量的方式密封給水泵，迷宮式密封原理[1]如圖1所示，密封瓦內(nèi)裝有固定襯套注射密封水卸荷型迷宮密封元件，保證給水泵正常運(yùn)行時(shí)密封水不進(jìn)入泵內(nèi)，而泵內(nèi)高溫高壓給水不外泄[2]。給水泵密封水水源來自凝結(jié)水泵出口母管，總管路上設(shè)置有密封水精細(xì)濾網(wǎng)，保證密封水的潔凈度。密封水回水分為2路：一路經(jīng)過密封水回水母管自流至低位回收水箱，另一路回到給水泵前置泵進(jìn)口電動(dòng)門前的給水管道，隨除氧器給水進(jìn)入前置泵。2臺(tái)汽動(dòng)及電動(dòng)給水泵密封水回水共用1個(gè)回收水箱，水箱布置在汽機(jī)房0 m地面以下凝汽器坑內(nèi)，水箱與大氣相通，如圖2所示。密封水回水通過調(diào)門控制水箱水位，靠凝汽器真空通過噴嘴進(jìn)入高低壓凝汽器水面上部，如圖3所示。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)組負(fù)荷及凝汽器真空變化時(shí)可以很好地適應(yīng)工況變化，不存在密封水回水不暢造成給水泵軸承油中進(jìn)水[3]、密封水中進(jìn)油等問題，而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作量小、維護(hù)及檢修等都比較方便[4]。

圖1 給水泵密封原理

圖2 密封水回收系統(tǒng)

圖3 密封水回凝汽器噴嘴管與管道現(xiàn)場(chǎng)照片

2 異常問題分析

艾倫發(fā)電廠2臺(tái)機(jī)組自投產(chǎn)以來，由于給水泵密封水回收系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)存在缺陷加上運(yùn)行方式不合理，造成密封水回收水箱向凝汽器泄漏真空以及密封水長(zhǎng)期溢流問題，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性。通過對(duì)給水泵密封水回收系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行深入分析，最終找出徹底解決問題的方案。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題

密封水回收水箱是否泄漏真空，水箱水位控制是關(guān)鍵，因此對(duì)回收水箱水位控制的可靠性要求較高。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)1套水位測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理，水位異常時(shí)容易造成凝汽器真空泄漏，無法保證機(jī)組安全運(yùn)行；水位調(diào)整門后僅設(shè)置手動(dòng)門，發(fā)生水位異常以及凝汽器漏真空時(shí)無法快速關(guān)閉，不利于事故處理；另外調(diào)整門未設(shè)計(jì)旁路門，在水位調(diào)門故障退出運(yùn)行的情況下無法回收密封水，增加旁路門可提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。

2.2 真空泄漏問題

為實(shí)現(xiàn)給水泵密封水全部回收利用，降低機(jī)組補(bǔ)水率，艾倫發(fā)電廠密封水系統(tǒng)運(yùn)行中需要控制密封水回收水箱水位在溢流線以下，同時(shí)又不能低于回水口,兩者之間高度差780 mm，否則將造成凝汽器真空泄漏現(xiàn)象，因此，機(jī)組運(yùn)行中要確保水箱水位測(cè)量準(zhǔn)確性，調(diào)門調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定可靠。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷劇烈波動(dòng)、凝器汽真空變化以及凝結(jié)水壓力正常波動(dòng)時(shí)，都將引起密封水箱水位波動(dòng)，水箱水位控制不穩(wěn)定，將會(huì)影響凝汽器真空，導(dǎo)致機(jī)組跳閘停機(jī)。

艾倫發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行中曾多次發(fā)生密封水箱水位異常影響凝汽器真空導(dǎo)致的跳閘停機(jī)事故。由于密封水回水管道內(nèi)徑較粗，一旦出現(xiàn)水位異常發(fā)生凝汽器真空泄漏現(xiàn)象，真空下降很快。運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)真空泄漏后，缺少足夠的時(shí)間到就地關(guān)閉密封水回水手動(dòng)門，因此造成了多次凝汽器真空低跳閘停機(jī)事故。

為有效控制水箱水位異常對(duì)凝汽器真空的影響，采取操控節(jié)流密封水回水箱手動(dòng)門的措施，使水箱保持一定的溢流量，避免了由于機(jī)組工況劇烈變化，水箱水位調(diào)門及水位測(cè)點(diǎn)異常導(dǎo)致的水位不正常波動(dòng)現(xiàn)象，但導(dǎo)致了密封水的大量溢流，每天每臺(tái)機(jī)溢流的水量最多可達(dá)300 t以上。因此要徹底解決真空泄漏問題，需對(duì)密封水回收系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的技改。

2.3 密封水溢流問題

給水泵密封水回收系統(tǒng)運(yùn)行方式不合理，是導(dǎo)致該系統(tǒng)長(zhǎng)期溢流的主要原因，如密封水進(jìn)回水溫差設(shè)置過小、密封水供應(yīng)量大、回水手動(dòng)門開度小等，都將導(dǎo)致密封水回收水箱發(fā)生溢流現(xiàn)象，浪費(fèi)大量除鹽水，因此，運(yùn)行中要經(jīng)常檢查密封水回水箱溢流管，發(fā)現(xiàn)有溢流現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)確認(rèn)回收水箱調(diào)門自動(dòng)跟蹤是否正常，以及其他相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行方式是否正常。密封水進(jìn)/回水溫差控制在10℃以上，回水溫度控制在65℃以下，即可保證給水泵密封系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)也可以適當(dāng)控制密封水供應(yīng)量；檢查密封水箱水位設(shè)定值和調(diào)門開度，當(dāng)水位超過溢流水位線時(shí)，要檢查水位設(shè)定值是否在溢流水位以上，調(diào)門開度跟蹤是否正常，指令和跟蹤值是否一致，是否有卡澀現(xiàn)象；檢查回收水箱回水手動(dòng)門節(jié)流情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，以減少溢流現(xiàn)象的發(fā)生。

3 系統(tǒng)及運(yùn)行方式的優(yōu)化和改進(jìn)

通過系統(tǒng)分析，須對(duì)給水泵密封水回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整及相應(yīng)的技術(shù)改造，才能保證密封水回收系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，并提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可以降低運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.1 增加調(diào)門后氣動(dòng)關(guān)斷門及調(diào)門旁路門

將密封水回收水箱水位調(diào)節(jié)門后手動(dòng)門更改為氣動(dòng)截止門，并增加調(diào)節(jié)門旁路門[5]，提高整個(gè)系統(tǒng)工作可靠性和靈活性；當(dāng)水位調(diào)節(jié)門出現(xiàn)卡澀，或者其他原因?qū)е禄厥账渌划惓r(shí)，在影響凝汽器真空的情況下，運(yùn)行人員能夠迅速關(guān)閉氣動(dòng)截止門，縮短操作時(shí)間，降低對(duì)凝汽器真空的影響程度，避免因回收水箱泄漏真空發(fā)生跳閘停機(jī)事故，水箱水位升高后，密封水自動(dòng)通過溢流管道排放，不會(huì)因?yàn)槊芊馑厮粫吃斐山o水泵軸承進(jìn)水；在水箱水位調(diào)門故障檢修期間，仍可利用手動(dòng)旁路門控制水箱水位，回收部分密封水，減少溢流量，增加該系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，技術(shù)改造后的密封水回收系統(tǒng)如圖4所示。

3.2 水箱增加水位測(cè)點(diǎn)

密封水回收系統(tǒng)運(yùn)行最大的優(yōu)點(diǎn)是，受機(jī)組負(fù)荷及真空大幅變化的影響較小。機(jī)組負(fù)荷升高時(shí)，給水泵轉(zhuǎn)速升高，泵內(nèi)壓力升高，軸端漏水量及密封水供應(yīng)量均增加，凝汽器真空小幅下降，密封水箱水位升高，回水調(diào)門開度增加；機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，則密封水箱水位相對(duì)降低，水封回水量減小。系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)密封水回收水箱水位控制要求較高，需設(shè)置2套水位測(cè)量及控制系統(tǒng)[6]，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到回收水箱水位控制的重要性，水位測(cè)量裝置只有1套，在水位測(cè)點(diǎn)故障時(shí)，容易造成密封水箱水位控制異常，因此，需增加1套水位測(cè)點(diǎn)，并且增加熱工報(bào)警保護(hù)邏輯，提高水位測(cè)量、控制的可靠性；另外技術(shù)改造時(shí)增加的氣動(dòng)關(guān)斷門需設(shè)置聯(lián)鎖關(guān)閉條件，當(dāng)水箱水位低時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉，避免水位低影響凝汽器真空，提高系統(tǒng)的可靠性。

圖4 技術(shù)改造后密封水系統(tǒng)

4 改造效果及成本核算

2016年1月份利用3號(hào)機(jī)組小修機(jī)會(huì)，對(duì)密封水回收系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，運(yùn)行中密封水回收系統(tǒng)泄漏真空及長(zhǎng)期溢流問題得到了解決，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和靈活性得到了提高，機(jī)組的補(bǔ)水量大大降低。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行觀察，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，未發(fā)生回收水箱溢流及凝汽器泄漏真空現(xiàn)象。根據(jù)機(jī)組日?qǐng)?bào)表數(shù)據(jù)，3號(hào)機(jī)日補(bǔ)水量下降250 t左右，如表1所示。每臺(tái)機(jī)組日節(jié)約除鹽水量按200 t計(jì)算，每年機(jī)組運(yùn)行天數(shù)按300 d計(jì)，年節(jié)約除鹽水量可達(dá)6萬t，以每噸除鹽水8元成本計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用48萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。技術(shù)改造完成后，給水泵密封水全部回收至凝汽器，避免了密封水回水長(zhǎng)期溢流至地溝的現(xiàn)象，密封水回水溫度36～45℃，不僅回收了工質(zhì)，也回收了熱量，凝汽器的熱經(jīng)濟(jì)性有所提高。

給水泵密封水回收系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目總共花費(fèi)材料及人工費(fèi)共計(jì)15萬元，但通過技術(shù)改造可節(jié)約除鹽水費(fèi)用48萬元/年，機(jī)組正常運(yùn)行3個(gè)多月即可收回成本，屬于小投資大回報(bào)的項(xiàng)目。鑒于3號(hào)機(jī)組給水泵密封水回收系統(tǒng)改造的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)2號(hào)機(jī)組給水泵密封水回收系統(tǒng)也進(jìn)行了技術(shù)改造，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，降低了2臺(tái)機(jī)組的除鹽水補(bǔ)水量，2臺(tái)機(jī)組節(jié)約除鹽水費(fèi)用將近100萬元/年，大大提高了發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

表1 技改前后節(jié)水?dāng)?shù)據(jù)

[1]李大才.1 000 MW機(jī)組汽泵密封水多級(jí)水封問題分析及治理[J].中國(guó)電力，2014，47（11）∶1-4.

[2]朱云，張宇林.汽動(dòng)泵密封水系統(tǒng)對(duì)真空影響的原因分析及改進(jìn)[J].中國(guó)電力，2008，41（12）∶48-48.

[3]呂中法，常煥濤，竇麗霞.FK4E39型汽動(dòng)給水泵密封水系統(tǒng)改造[J].東北電力技術(shù)，2006（4）∶35-37.

[4]宮詩璐.135 MW汽輪機(jī)給水泵密封水回水回收裝置改造分析[J].華電技術(shù)，2014，36（4）∶17-18

[5]康曉妮，蔣輝，周瑾源，等.汽輪機(jī)組汽動(dòng)給水泵密封水回水系統(tǒng)改造[J].熱力發(fā)電，2012，41（10）∶87.

[6]胥靜.珠海電廠給水泵密封水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技信息，2008（17）∶382-383.

（本文編輯：陸 瑩）

Problem Analysis and Disposal for Sealing Water System of Feed Water Pump in 600 MW Unit

ZHAO Shiwei，XU Fei，WANG Chuanchuan

（CPI Henan Company Pingdingshan Power Branch，Pindingshan Henan 467312，China）

In Alan Power Plant，the feed water pump sealing water system of 2×600 MW unit has some problems in the operation，such as vacancy leakage and frequent overflow.By systematic analysis of the problem，the operating mode of sealing water system is optimized，and technological transformation on the system is implemented.The problem in the sealing water system is solved，and operation safety，stability and economy are guaranteed.

feed water pump；sealing water；analysis；optimization

TM621

B

1007-1881（2016）11-0046-04

2016-08-23

趙世偉（1982），男，工程師，主要從事火力發(fā)電廠安全運(yùn)行管理工作。