常淑華

（兗礦新疆煤化工有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

1 鍋爐給水泵概況

兗礦新疆煤化工有限公司熱電車間有3臺220t／h煤粉鍋爐，配套4臺鍋爐給水泵（三開一備），其中3臺為定速泵，1臺為調速泵，均系重慶水泵廠制造。2臺低壓除氧器、3臺高壓除氧器并聯(lián)布置在框架15m層，鍋爐給水泵并聯(lián)布置在框架0m層；高壓除氧器工作壓力0.49MPa、工作溫度158℃、溶解氧含量≤7 μg／L，高壓除氧器除氧水進入鍋爐給水泵加壓至15.5MPa后，送入省煤器入口集箱，作為鍋爐上水使用。鍋爐給水泵在原始訂貨初期對機械密封（簡稱機封）沒有特別要求，4臺鍋爐給水泵機封采用的是Plan32沖洗方案，用脫鹽水冷卻機封，冷卻水進入鍋爐給水泵隨除氧水一起進入鍋爐作為鍋爐給水使用。高壓自平衡鍋爐給水泵性能參數(shù)見表1。

2 鍋爐給水泵機封改造的原因

（1）鍋爐給水泵機封采用重慶水泵廠提供的Plan32沖洗方案，即采用冷脫鹽水作為泵體的密封水對機封進行清洗冷卻。實際運行中，發(fā)現(xiàn)大量未經(jīng)除氧處理的密封水由機封竄入泵體，并隨泵內(nèi)工質進入鍋爐，由此導致鍋爐給水溶解氧長期高于工藝指標7μg／L。而鍋爐給水中溶解氧偏高，會加劇鍋爐管壁金屬的氧腐蝕，縮短鍋爐的安全使用壽命，長此以往會引起鍋爐爆管，存在巨大的安全隱患。為降低鍋爐給水溶解氧，日常運行中不得不采用加大除氧劑投入量的方式。但眾所周知鍋爐給水溶解氧主要是靠熱力除氧去除的，化學除氧只是作為輔助手段去除熱力除氧未除盡殘余溶解氧或系統(tǒng)波動以及異常情況下的少量溶解氧，此舉增加了水處理劑（除氧劑）的消耗，增加了蒸汽的生產(chǎn)成本，卻仍不能將鍋爐給水溶解氧降至7μg／L以下。

表1 高壓自平衡鍋爐給水泵性能參數(shù)

（2）鍋爐給水泵正常運行中有1臺備用，由于脫鹽水作為機封冷卻水進入泵體，導致備用鍋爐給水泵無法處于暖泵狀態(tài)，造成當運行中1臺鍋爐給水泵故障或出口母管壓力低時備用鍋爐給水泵無法立刻聯(lián)鎖啟動，影響鍋爐上水。

3 鍋爐給水泵機封改造方案比選

3.1 改造機封

鍋爐給水泵機封原始設計采用機封沖洗方案Plan32，這種沖洗方案的弊端前述已詳細介紹，在不更換機封的情況下，無法通過改造解決問題。

3.2 改為填料密封

鍋爐給水泵填料密封在早期設備中使用過，效果遠不如機封，現(xiàn)在均已被機封取代，鍋爐給水泵原始設計采用的是機封，也無法再更換成填料密封。

3.3 改為循環(huán)水冷卻機封

用循環(huán)水冷卻鍋爐給水泵機封，冷卻水從機封一端進入另一端出來，冷卻水只作為冷卻機封使用，不進入泵體，不僅能夠使給水溶解氧含量、備泵聯(lián)鎖啟動不受影響，而且用循環(huán)水作為機封冷卻水比用脫鹽水作為冷卻水更經(jīng)濟。這種機封方式是最佳選項，但由于設備已經(jīng)制造成型，高壓自平衡泵不能使用此種機封。

3.4 改造機封沖洗方案

奎屯錦疆化工有限公司（簡稱錦疆化工）鍋爐給水泵與我公司的鍋爐給水泵均采自重慶水泵廠，規(guī)格型號相近，其試車及運行過程中出現(xiàn)過同樣的問題，鍋爐給水溶解氧超標，即使加入大量除氧劑也無法解決問題。為此，錦疆化工對鍋爐給水泵機封水系統(tǒng)進行了如下改造：鍋爐給水泵在訂貨初期泵體上留出水口，處于第一級后，將壓力1.0MPa、135℃左右的除氧水從預留出水口抽送入冷卻器，經(jīng)循環(huán)水冷卻至70℃以下再返回作為機封水使用。改造后，鍋爐給水溶解氧指標合格，運行效果非常好。

錦疆化工鍋爐給水泵在泵體上留有預留出水口，循環(huán)冷卻水已接至鍋爐給水泵處，便于接管用循環(huán)冷卻水冷卻機封用除氧水，僅需改造密封冷卻水系統(tǒng)即可，機封不變。而我公司鍋爐給水泵泵體上沒有預留出水口，且全廠循環(huán)冷卻水距此較遠，因此改造條件不如錦疆化工有優(yōu)勢。

經(jīng)廠家推薦，我公司鍋爐給水泵機封最終決定采用Plan23（簡稱PL23）沖洗方案進行改造。沖洗方案Plan23是自沖洗方案，沖洗和冷卻機封的介質為泵自身輸送的介質（除氧水），泵輸送的介質在泵旋轉的離心力和機封泵效環(huán)的作用下從機封沖洗液出口進入換熱器內(nèi)，經(jīng)換熱器冷卻后再通過機封沖洗液進口進入機封，對機封進行冷卻和沖洗，如此循環(huán)冷卻，但需要更換機封沖洗方案原則性確定后，考慮到除氧水溫度高達158℃，如采用循環(huán)水冷卻，一般循環(huán)水冷卻介質溫度不超過80℃，易結垢，于是決定采用原設計一路脫鹽水作為冷卻介質冷卻機封用除氧水，這樣改造工程量小，水質清潔不結垢，冷卻后的脫鹽水回到疏水箱回收利用。

4 鍋爐給水泵機封沖洗方案Plan23

將原來的機封更改為采用沖洗方案Plan23的機封，即需要新采購與原沖洗方案機封安裝尺寸完全一致的沖洗方案Plan23的機封。

鍋爐給水泵機封沖洗方案Plan23如圖1所示。該改造方案需要增加機封水換熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)與機封連接的管線、換熱器支架及連接緊固件，即需要新采購換熱器（結構示意如圖2），并現(xiàn)場配作換熱系統(tǒng)管線、各連接用管線、換熱器支架及緊固件。

圖1 鍋爐給水泵機封沖洗方案Plan23示意圖

圖2 換熱器結構示意圖

新采購的換熱器結構示意圖中，CI為換熱器冷卻水進口；CO為換熱器冷卻水出口；MI是機封沖洗液進口（與圖1中的機封沖洗液出口連接），讓通過機封泵效環(huán)送出的機封沖洗液（除氧水）進入換熱器進行冷卻；MO為機封沖洗液出口（與圖1中的機封沖洗液進口連接），讓通過換熱器冷卻后的機封沖洗液（除氧水）進入機封內(nèi)；D為換熱器排液口。

鍋爐給水泵機封采用沖洗方案Plan23進行改造，1套機封需要配帶1臺換熱器，1臺換熱器需要2～3m3／h的冷卻水量，冷卻水溫度應不大于30℃，冷卻水壓力0.2～0.4MPa。每臺鍋爐給水泵均需要更換2套機封，則4臺鍋爐給水泵需要配套8套機封、8臺換熱器，所需的冷卻水量為3×8＝24t／h（4臺鍋爐給水泵三開一備，熱備泵也需冷卻水——鍋爐給水泵處于備用狀態(tài)時其入口閥是打開的，用冷卻水冷卻機封，防止機封長時間受熱而壽命縮短或損壞），冷卻介質采用冷脫鹽水，冷脫鹽水壓力1.2MPa、溫度30℃（訂貨時，提高換熱器設計壓力，按冷脫鹽水壓力1.2MPa進行設計），換熱后的熱脫鹽水回送至疏水箱，經(jīng)疏水泵打到低壓除氧器。

5 結束語

改造后，鍋爐給水泵機封水系統(tǒng)于2015年6月投用，使用至今的運行狀況表明，此次改造非常成功，徹底解決了鍋爐給水溶解氧超標、備泵無法聯(lián)鎖啟動的問題，系統(tǒng)長期存在的隱患得到有效解決，保證了煤粉鍋爐的安全、穩(wěn)定運行，同時減少了水處理劑（除氧劑）的消耗量，有效降低了蒸汽的生產(chǎn)成本，并減輕了員工的工作量。