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)整負荷，由于設(shè)備運行時間較長，射水泵出力不夠，凝汽器達不到預(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，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。二是真空泵遠方、故障常規(guī)聯(lián)鎖（MZ-ZK704J、MZ-ZK704 F）。三是當壓力開關(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)了真空泵的遠程控制，同時連鎖控制程序的投入，精準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遠小于額定供水量，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)進風進行熱量交換，由于晾水塔內(nèi)風阻小及合理的風筒與風葉角度設(shè)計，氣水比提高，晾水塔內(nèi)風場分布合理循環(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。