河北張宣高科科技有限公司 馬薇

1 引言

5#、6#干熄焦發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備根據(jù)實際生產(chǎn)需要頻繁啟停機、調(diào)整負(fù)荷，由于設(shè)備運行時間較長，射水泵出力不夠，凝汽器達(dá)不到預(yù)定期望值，采用新技術(shù)新增一套水環(huán)真空系統(tǒng)，自編控制程序，完善調(diào)試真空泵連鎖控制程序，保障凝汽器的真空度。對循環(huán)水及冷卻水系統(tǒng)管道進行改造，對涼水塔系統(tǒng)進行輔備輪修等手段，提升設(shè)備真空，降低能耗，提高熱力系統(tǒng)綜合利用率。采用自創(chuàng)“隨動式密封油擋裝置”消除軸封油脂泄漏，消除環(huán)境污染及火災(zāi)隱患。

2 技術(shù)方案

2.1 新型隨動式密封油檔裝置

新型隨動式油擋改變傳統(tǒng)固定齒片式油擋無法調(diào)整的局限性，突破了傳統(tǒng)油擋設(shè)計理念，將油擋分為內(nèi)、外環(huán)兩部分[1]。新型隨動式密封油封如圖1所示，外環(huán)固定在傳統(tǒng)油擋位置，內(nèi)環(huán)在外環(huán)內(nèi)，同外環(huán)在軸向及徑向均存在一定間隙，通過底部的高強防磨彈簧支承用來抵消內(nèi)環(huán)的重量，保證內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)子始終保持同心同步。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)子之間形成一層一定剛度的油膜，油膜起到了良好的密封作用，形成一道沿軸向外漏油的有效屏障。在運行過程中轉(zhuǎn)子的軌跡為橢圓形狀，內(nèi)環(huán)可以隨著轉(zhuǎn)子的運行而隨之運動，但內(nèi)環(huán)始終不轉(zhuǎn)動，內(nèi)環(huán)始終與轉(zhuǎn)子軸同心同步。

新型隨動式密封油檔裝置的改造方法，具體工藝過程為：一是以設(shè)備實際尺寸為基礎(chǔ)，甄選高溫耐磨的內(nèi)環(huán)材料，最低可耐350℃，熱脹系數(shù)與金屬在一個量級內(nèi)，加工密封油封內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)尺寸按環(huán)寬為35～55mm，環(huán)厚為15～35mm。內(nèi)環(huán)直徑略大于密封處轉(zhuǎn)軸直徑以0～0.05mm 為準(zhǔn)，此材質(zhì)高溫下能夠保持較好的間隙，穩(wěn)定性強，同時內(nèi)環(huán)材料必須具有良好的自潤滑性能，使用壽命長，不損傷轉(zhuǎn)子軸。二是在隨動密封油封內(nèi)環(huán)上部用M6-8 的螺紋，用以安裝支承固定彈簧，以保證在設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)環(huán)始終與轉(zhuǎn)子軸運動，保證不論設(shè)備在任何工況都能夠保持一定的間隙，促使密封油膜的形成。三是采用固定內(nèi)環(huán)的彈簧片，內(nèi)環(huán)下部的防磨彈簧能夠抵消內(nèi)環(huán)的一定重量，保證良好的隨軸運動，同時保證良好的間隙密封。此結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)固定齒片式油檔密封因無法調(diào)整，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸振幅大時造成磨損后無法補償而導(dǎo)致的間隙變大，進而達(dá)不到密封要求，引起油脂泄漏的問題。四是新型隨動密封油檔裝置的外環(huán)將原油封“J”型拉別密封令片切除，并進行銑削加工開槽，銑削尺寸按槽寬略大于內(nèi)環(huán)0.5～0.7mm，槽深大于內(nèi)環(huán)厚度5～10mm。五是結(jié)構(gòu)比較簡單、安裝維修方便，此新型隨動式密封油檔具備長期穩(wěn)定良好的密封效果。

2.2 干熄焦水環(huán)真空泵控制程序優(yōu)化

水環(huán)真空泵控制系統(tǒng)優(yōu)化解決了射水泵出力不足的問題，同時實現(xiàn)真空泵的遠(yuǎn)程控制，完善真空泵的控制連鎖，保證凝汽器的真空度[2]。

控制程序優(yōu)化功能實現(xiàn)（程序控制系統(tǒng)編寫調(diào)試由部內(nèi)自控人員獨立完成）步驟為：一是機組投運前判斷進口氣動閥關(guān)狀態(tài)（EV-ZK502A），首先啟動真空泵（MZ-ZK704ST）運行。二是真空泵遠(yuǎn)方、故障常規(guī)聯(lián)鎖（MZ-ZK704J、MZ-ZK704 F）。三是當(dāng)壓力開關(guān)（設(shè)定值為-85kPa，相對絕壓為15kPa）動作（防止真空泵倒灌），進口氣動閥（YV-ZK602B）開閥指令（YV-ZK602B），進口氣動閥開狀態(tài)（EV-ZK502B）顯示。四是當(dāng)壓力開關(guān)PS-ZK201 動作，啟動廠內(nèi)備用真空泵運行。五是機組停運，發(fā)進口氣動閥關(guān)閥指令（YVZK602A），進口氣動閥關(guān)狀態(tài)（EV-ZK502A）顯示。六是汽水分離器液位（LT-ZK405）顯示（4～20mA 對應(yīng)0～300mm）。七是當(dāng)汽水分離器液位低信號（LT-ZK405A）來（70mm），汽水分離器補水電磁閥（YV-ZK606）帶電，當(dāng)汽水分離器液位高信號（LT-ZK405B）來（150mm），汽水分離器補水電磁閥（YV-ZK606）失電。敷設(shè)真空泵、壓力開關(guān)、進口氣動閥、汽水分離器到控制柜的控制電纜，并將信號接到對應(yīng)控制通道。

編制控制程序為：一是汽水分離器液位、真空泵電流顯示程序。汽水分離器液位、真空泵電流顯示如圖2所示。二是真空泵、進口氣動閥、補水電動閥連鎖控制程序，包括進口氣動閥與壓力開關(guān)、真空泵的連鎖控制程序，汽水分離器液位與補水電池閥的連鎖控制程序，以及報警程序等。連鎖控制程序如圖3所示。

圖2 汽水分離器液位、真空泵電流顯示

圖3 連鎖控制程序

真空泵畫面組態(tài)及編輯，真空泵操作畫面如圖4所示。畫面包括真空泵的連鎖投入切除按鈕、補水電池閥的投入切除按鈕、進口電動閥、真空泵、補水電池閥的遠(yuǎn)程控制按鈕、顯示真空泵電流和汽水分離器液位等。水環(huán)真空泵投運以來，確保了凝汽器真空度，為機組經(jīng)濟運行提供了基礎(chǔ)，實現(xiàn)了真空泵的遠(yuǎn)程控制，同時連鎖控制程序的投入，精準(zhǔn)地控制了汽水分離器液位，凝汽器真空度得到了有效控制，降低了崗位人員頻繁操作啟停涉水泵的頻次，連鎖保護啟停功能，使任意一臺射水泵可以隨時自動啟泵，避免了誤操作的可能，有效降低了崗位勞動強度。

圖4 真空泵操作畫面

2.3 干熄焦設(shè)備冷卻回水管道改造

5#、6#干熄焦循環(huán)水泵站工藝流程如圖5所示，由吸水池（+2m）至循環(huán)水泵進口，出口至凝汽器進口，凝汽器出口母管（DN800，壓力0.27MPa）分出6根DN400管道至涼水塔（+18m），經(jīng)涼水塔冷卻風(fēng)機冷卻后回歸吸水池[3]。干熄焦設(shè)備冷卻由吸水池經(jīng)冷卻泵至設(shè)備冷卻部位，冷卻后流至積水池，積水池水一部分經(jīng)提升泵（潛水泵）加壓后（DN200，壓力0.45MPa） 與凝汽器出口母管聯(lián)通。

圖5 5#、6#干熄焦循環(huán)水泵站工藝流程

循環(huán)水泵和冷卻泵相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 循環(huán)水泵和冷卻泵相關(guān)參數(shù)

經(jīng)相關(guān)參數(shù)分析，設(shè)備補水量過大原因是管道設(shè)計不合理，積水池內(nèi)部水量經(jīng)提升泵（P=F/S）作用后由于管道壓力原因和水位高度原因等造成提升泵供水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定供水量，造成積水池內(nèi)部水量無法回歸至吸水池而大量溢流。經(jīng)研究決定，對干熄焦設(shè)備冷卻回水管道進行改造，連鎖控制程序如圖5所示。

圖5 連鎖控制程序

干熄焦設(shè)備冷卻回水管道改造完成后，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。改造前系統(tǒng)日補水量1800～2300t，改造后系統(tǒng)日補水量750～1300t，系統(tǒng)日節(jié)水1000～1100t。

2.4 干熄焦涼水塔系統(tǒng)檢修

涼水塔工作原理是將需要降溫的工業(yè)循環(huán)水以噴淋的形式以霧狀均勻淋到玻璃纖維填料上，通過驅(qū)動電機將安裝在塔頂?shù)妮S流冷卻風(fēng)機將設(shè)備周圍環(huán)境冷空氣以虹吸原理抽吸進晾水塔內(nèi)，通過水與空氣的充分接觸換熱，再有冷卻風(fēng)機帶動塔內(nèi)氣體流動循環(huán)，將換熱后的熱氣流帶出，以達(dá)到降低水溫進行冷卻的目的[4]。

5#、6#干熄焦發(fā)電系統(tǒng)涼水塔設(shè)備運行情況為兩開一備，設(shè)備使用多年，涼水塔管道腐蝕泄漏，填料、收水器老化損壞，噴頭堵塞、損壞缺失等情況存在，直接降低換熱冷卻面積，導(dǎo)致降溫效果差，影響設(shè)備的真空效果，增加設(shè)備能耗，造成設(shè)備運行能源浪費，運行不經(jīng)濟，為解決這一問題，對涼水塔進行備機輪修處理。采用此種形式的涼水塔冷卻，因塔體質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，減少對基礎(chǔ)的設(shè)計及安裝精度高的要求，同時節(jié)約施工費用，使用安全，維護維修方便，運行成本顯著降低。采用噴射噴淋增加換熱空間原理進行冷卻，顯著降低填料結(jié)垢堵塞以及風(fēng)機損壞的可能概率，為設(shè)備長期穩(wěn)定順行提供了保障。冷卻晾水塔內(nèi)熱水在霧態(tài)下與循環(huán)進風(fēng)進行熱量交換，由于晾水塔內(nèi)風(fēng)阻小及合理的風(fēng)筒與風(fēng)葉角度設(shè)計，氣水比提高，晾水塔內(nèi)風(fēng)場分布合理循環(huán)，減少壁流等原因，使晾水塔的降溫效果明顯。噴霧裝置均勻地分布在塔內(nèi)，出水速度小，同時塔頂安裝有水霧收集裝置，在一定程度上減少飄水量，降低了大量的補水，節(jié)水的同時消除了冬季因飄水產(chǎn)生環(huán)境結(jié)冰安全隱患。

3 實施效果

張宣科技5#、6#干熄焦發(fā)電系統(tǒng)綜合提升及改造應(yīng)用項目實施后，按系統(tǒng)日節(jié)水量1050t，水單價按3.45 元/m3計算，項目改造后年節(jié)水132.22 萬元， 按電單價0.56 元/kWh, 蒸汽發(fā)電成本0.34元/kWh,計算年可創(chuàng)效227.33萬元。

4 結(jié)語

張宣科技5#6#干熄焦發(fā)電系統(tǒng)綜合提升及改造應(yīng)用，降低了設(shè)備冷卻循環(huán)水的補水量，有效地利用了能源，節(jié)約了成本，降低了崗位人員頻繁操作啟停射水泵的頻次，避免了誤操作的可能。同時消除設(shè)備泄露安全隱患，避免環(huán)境污染，真空度顯著提高，設(shè)備能耗明顯降低，實現(xiàn)了資源高效利用和能源高效轉(zhuǎn)化，建立起能源循環(huán)利用的生產(chǎn)體系，提高自發(fā)電量，為全面推進張宣科技資源綜合利用及節(jié)能降耗等方面作出了積極貢獻，對張宣科技轉(zhuǎn)型升級及高質(zhì)量發(fā)展起到積極的推動作用。