林熹

（南寧水利電力設計院 廣西南寧市 530001）

電動給水泵密封水改造技術(shù)分析

林熹

（南寧水利電力設計院 廣西南寧市 530001）

電動給水泵密封水關(guān)系到發(fā)電機組的運行，如果密封水不穩(wěn)定，就會造成有油中進水等故障發(fā)生。對電動給水泵密封水進行檢查、實驗、改造，可以將隱患和質(zhì)量問題給予妥善解決。并且為日后的運行和維護提供可借鑒的經(jīng)驗。

電動給水泵；密封水改造；技術(shù)分析

電動給水泵組型號不同，本文以某水電站安裝的單機容量為35MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組為例，談及水輪機主軸密封狀態(tài)，以及在額定水壓下不能正常頂起到位、主軸密封不能正常封水、造成水泄漏大量涌出等情況，提出解決方案，改造密封水系統(tǒng)，最終收到了很好的效果。

1 技術(shù)供水系統(tǒng)設計

水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)的供水對象為發(fā)電機空氣冷卻器、上導軸承、推力軸承、下導軸承等設備。機組采用單機單元水泵供水方式，從尾水管處取水，經(jīng)過水泵、濾水器后送到供水對象。每臺機組用水泵為立式離心水泵，濾水器為全自動濾水器，采用自動過濾、排污的方法對機組進行供水。技術(shù)供水系統(tǒng)使用的電動偏心半球閥等自動化元器件，以實現(xiàn)了自動化控制和切換。

給水泵的螺旋槽，在給水泵軸旋轉(zhuǎn)時，對數(shù)條水流產(chǎn)生壓力，這時候軸套與襯套之間存在的間歇會產(chǎn)生少許的水泄露。向螺旋槽泵內(nèi)注入密封水，阻止泵內(nèi)的水泄露，就會生成少量外流的高溫水與外注密封水混合而成的密封回水。

給水泵從水輪機頂蓋取的一路水源，對水輪機的主軸密封進行供水，作用包括：密封，防止高壓水通過主軸和密封件之間的間隙發(fā)生外泄；冷卻，將給水溫度降低到可承受范圍內(nèi)，防止主軸溫度過高；潤滑，給水泵密封水在傳送過程中的高速轉(zhuǎn)動可以在軸承與密封件之間形成水膜，防止軸與密封件之間由于間隙過小而發(fā)生摩擦，造成工質(zhì)損失或者主軸損毀、機組震動過大，導致設備損壞等事故發(fā)生。

2 密封水系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題分析

（1）主軸密封水的水源通過消防水和蝸殼進行減壓取水，通過機組監(jiān)控來實現(xiàn)機組運行，主軸密封投入運行后，為了防止水輪機轉(zhuǎn)輪下的水通過主軸密封座，密封環(huán)及密封環(huán)與大軸之間的縫隙流到水輪機室，由于種種原因，機組在機電安裝時沒有將該機組進行運行，導致了電磁閥沒有發(fā)揮功效，機組主軸密封水成了長流水。

（2）主軸密封水使用消防水作為水源，濾芯過濾器、水力旋流器和供水管路因為地下廠房，安裝空間時地下廠房安裝孔給予密封水管的阻力較大，造成水力再傳輸過程中損失較多，水壓再經(jīng)過旋流器后過小，從而主軸密封效果欠佳，頂蓋排水量大。在對該機組進行檢修后，廊道頂蓋排水口依然有水溢出，超出機組頂蓋排水量。經(jīng)過檢修，關(guān)閉了主軸密封水的主備水源，但是從尾水向尾水管進行沖水時，依然存在水位較高的情況，運行人員再進行密封后，由于被水沖變形較大，水量沒有明顯減小。在關(guān)閉了低壓機后，整個主軸密封水管路水壓的水壓恢復了正常。

3 對電動給水泵密封水系統(tǒng)進行的改造

（1）將主軸密封水退出，停機后進行檢修，恢復密封水的電磁閥工作，定期查看濾芯過濾器的清潔度，優(yōu)化改造主軸密封水進水管路，減少管路復雜程度，降低管道阻力，優(yōu)化提高主軸密封壓力和流量，提高密封效果。

（2）更換機組閘閥，包括彈性座封閘閥，采用柔性橡膠進行閥板密封，使用先進的包膠技術(shù)及粘結(jié)技術(shù)將橡膠硫化包覆在鑄件上，使用噴塑土層保護閥體，經(jīng)過改造后的閘閥經(jīng)過漏水試驗后，密封良好。

（3）針對自動濾水器“減速機故障、排污閥故障、電動排污閥信號故障”等，對濾水器前后壓差進行測試，解開信號端子，斷開自動濾水器控制柜電源，取消自動濾水器的自動排污功能，密切關(guān)注濾水器中的雜物或者寄存生物，檢查濾水器的運行狀態(tài)和壓力流量，防止雜物堵塞管路和濾水器。

（4）對密封水回水管加以兩道截止閥，目的是加強對回水管的控制。先將調(diào)節(jié)閥進行拆除解體，對存在內(nèi)漏問題的閥門進行更換；檢查密封水回水管路以及電動閥。

圖1 主軸密封供水信號回路

在上述操作結(jié)束后，先對泵輸送密封水系統(tǒng)進行注水實驗，密切監(jiān)測密封水的泄漏速度和數(shù)量。打開密封水回水系統(tǒng)內(nèi)的電動閥，監(jiān)測給水泵的漏水情況。[2]

圖2 改造前后主軸密封供水設備布置

將密封水切換至旁通管路狀態(tài)，觀察是否有回水不暢的情況發(fā)生，如果運行正常，則可以將密封水回水切換到旁通管路部分，安排人員隨時監(jiān)測水泵的運行情況。

（5）針對機組發(fā)生密封水工作狀態(tài)異常的情況，進行密封水和排水的切換嚴格執(zhí)行切換操作流程，監(jiān)測漏水情況，在進行改造工序完成后，運轉(zhuǎn)改造后的水泵密封水系統(tǒng)，觀察是否依然存在油中進水的情況，如果沒有發(fā)生，就可以將外置真空濾油機去掉，將耦合器頂部開孔接管頭的端部用法蘭蓋封死。如果在運行中依然有水中進油的情況發(fā)生，則要判斷是否是設備布置過于緊湊、空間過小而造成的原因。采取措施，技術(shù)人員大膽創(chuàng)新，自制了一套利用空氣壓縮達到排水目的的裝置，具體操作流程如下：

①使用不銹鋼管廢料焊接膠皮管和壓縮空氣專用管道，綁牢濾油的塑料管與廢管，在相接處綁扎鋼絲網(wǎng)，將噴射裝置放置于耦合器底部，開啟壓縮空氣功能，將坑內(nèi)的存水進行排水處理，正常情況下幾個小時之內(nèi)就可以排凈整坑水，減少了人力物力，而且簡便操作，這個裝置還能給電動給水泵組排水，效果好成本低。

②針對水壓不穩(wěn)定的情況，先拆除原有的密封水系統(tǒng)的溫測點，加裝密封水進水管路和出口管路變送器，將調(diào)節(jié)閥由溫差更改為壓差控制。

圖3 主軸密封供水中斷判斷邏輯圖

拆除多級水封，安裝新的水封，例如將U型管的出水高度更改為4500mm，凝汽器壓力調(diào)整為為0.02MPa，對密封水泵進行注水，進行放水實驗，達到控制水位后，查看注水后多級水封體積以及水封上部壓力。抽真空以后，查看水封上不壓力、回水高度、空氣壓力等數(shù)值，理想的氣體狀態(tài)方程為應為：

PV=mRT（mR為常數(shù)，T為不變可忽略）

將新制作的多級水封移動到排水坑底部，測量標高，如果密封水可以自動流進排氣裝置，則實現(xiàn)了回收工質(zhì)。

③由水封筒出口連接一道管路，加裝到濾水器的截止門處，采用無縫碳鋼管進行加裝。這種安裝方法要求所安裝的管路必須橫平豎直，不能存在上彎或者下彎情況，減少管線長度帶來的阻力。[3]

4 改造后的效果

（1）改造后，主軸密封水的壓力和流量得到了提高，主軸密封作用效果明顯改善，頂蓋排水量減少，同時主軸密封水不會由于單一水源故障而導致機組停機。

（2）通過優(yōu)化改造主軸密封水進水管路，使得管路復雜程度大大降低，管道阻力得到了優(yōu)化，主軸密封的壓力和流量得到提升，密封效果更優(yōu)。

（3）采用水輪機轉(zhuǎn)輪迷宮環(huán)對水流的減壓和過濾，使得水源的水質(zhì)非常好，水量和水壓也能通過檢驗，滿足機組技術(shù)供水需要。

（4）針對技術(shù)供水水泵的問題，使用單級雙吸離心泵和三相異步電動機進行改造后，水泵電機運行良好，從投產(chǎn)到運行至今技術(shù)供水系統(tǒng)各部所需水量流量值沒有改變。

（5）針對電機質(zhì)量的問題，采用質(zhì)量較好的進口電機取代國產(chǎn)電機，還更換了電機潤滑油以及傳動軸承、電機引線，至今水泵變頻控制的運行保持良好狀態(tài)。

（6）針對技術(shù)供水控制柜的二次回路發(fā)熱量較大的問題，采用了技術(shù)供水控制柜柜門敞開運行的方法，并對柜體進行了改造，將直徑為15cm的柜體，加裝了軸流風機，進行水泵運行時的向上抽風，改善了柜內(nèi)溫度，改善了技術(shù)供水控制柜的工作環(huán)境。

5 結(jié)語

通過對電動給水泵組密封水系統(tǒng)改造，參與改造的人員得到了很多寶貴的經(jīng)驗，包括在安裝中不能被一些干擾因素打亂思路；要從圖紙會審開始對各個環(huán)節(jié)進行排查才能保證改造的順利進行；按照實際問題進行分析和改造，不要盲目相信權(quán)威，要勇于創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)問題解決問題。

[1]來文英.電動給水泵密封水改造技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)業(yè)（月刊），2013，26（6）：190～192.

[2]劉中川.淺談對電動給水泵密封水系統(tǒng)的改造[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（9）：28.

[3]洪立，王曉文.給水泵密封水回水多級水封裝置改造[J].華電技術(shù)，2015（3）：31～33.

TM621

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1004-7344（2016）23-0139-02

2016-7-29

林 熹（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事水力機械設計工作。