F级燃气轮机组配用循泵的节能改造

汪剑波

（福能集团晋江天然气发电有限公司，福建　晋江　362251）

F级燃气轮机组配用循泵的节能改造

汪剑波

（福能集团晋江天然气发电有限公司，福建晋江362251）

针对循泵原冷却水系统及轴承存在的问题进行技术改造，改变循泵电机冷却水运行方式，治理取水前池积沙，改变循泵轴承部件检修工艺，实现节能减排、增收节支。

循泵冷却水；导轴承；燃气轮机

某司一期工程安装4台350MW等级的高效单轴联合循环发电机组，每台机组设两台型号为60LKXA-20.1型、立式、单支座、湿井式、固定叶片、定速斜流泵。机组的循环冷却水系统采用扩大单元制直流供水系统，使用台湾海峡海水作为凝汽器及部分辅机冷却器冷却水。泵组转子组件配用轴承为通用型赛龙导轴承，共5组；泵组冷却水系统的冷却水主要用于电机轴承滑油冷却与泵上轴承的盘根冷却，为并联供水设计。

一、改造前存在的问题

1.冷却废水排放量超标。

当地环保局签发的排污许可证，每年最大允许排放废水量为69000t，换算成每天最大允许排放废水量为414t。实际4台机组运行时，8台循环水泵每小时排放的冷却水量超60t，按每日运行16h计算，日排放废水量约1100t，严重超出排污许可范围。

2.资源浪费，增加生产成本。

4台机组运行时，循泵电机冷却用水为化学回收的锅炉疏放水、制水过程产生的排放浓水、废水等，每天约为600t，因供水量不足，供水缺口由原水来补充，日均补充原水500t左右。

3.存在较大安全隐患。循泵电机冷却水供水泵设计流量40t/h，3台以上联合循环机组运行时必须启动两台循泵电机冷却水泵才能满足循泵电机冷却水流量要求。若其中1台循泵电机冷却水泵故障或检修，将严重影响循环水泵设备正常运行，甚或出现因循泵电机温度高致机组被迫降负荷或停运的情况。

4.循泵运行振动大，轴承更换频繁，检修费用大。

循泵入口海水含沙量大，循泵约运行半年即因振动大，导轴承、轴套等部件超标磨损而解体检修，需更换全部磨损轴承、轴套组件，每台次更换备件费用约25万余元。全年8台套循泵轮换检修费用约需200万元。

二、节能改造措施

1.将循泵冷却水系统由并联供水改为串联供水（图1）。

图1　循泵冷却水系统改造前后对比图

电机冷却水入、出口换热后温度变化不大，电机出口回水可以满足填料函冷却温度要求。

2.加强循泵取水前池积沙治理。

某司地处我国东南沿海，是台风多发地区，台风期间海水含沙量大，取水前池淤沙更为突出。取水口泥沙淤积，致取水窗的有效面积缩小，引起进水段流动阻力增大，最终导致泵吸入水位下降，叶片气蚀加重，泵流量减小。在泵进口叶轮室下方同样存在泥沙淤积，使得储水腔室容积减小，直接影响到水的吸入量，循泵在小流量的工况下，叶轮的吸入侧和排出侧都会产生二次回流，二次回流与主流混合后，形成湍流和旋涡。叶轮叶片在低压侧会产生脱流区，脱流区内不仅充满湍流和漩涡，而且会形成平行于叶片的前后振荡力，振荡又加剧了湍流和漩涡，二者之间形成恶性循环，在轴向产生了很大的破坏力，在很短时间内使轴承支架幅条振裂，同时也引起径向的不稳定运行，导致导轴承、轴套异常磨损。

3.优化循泵轴承部件维修工艺，减少备件更换率。利用换下的旧导轴承、上车床对赛龙轴承磨损的内侧进行加工，保证径向圆尺寸，根据加工的轴承内径，委托加工中心另配作轴套，轴套尺寸满足各间隙配合要求。重新配制加工轴承、轴套。

三、取得的效果

1.循环水泵电机冷却水由并联供水改为串联供水后，取得较大的社会效益与经济效益。

（1）降低废水排放量，达到环保排放要求

改造后每台泵每小时排废水4.2t，8台泵16h共排废水538t，较改造前减少50%以上。另根据填料函冷却情况，调低填料函冷却水流量至3t，则8台泵16h共排废水384t，满足要求。4台联合循环发电机组的循泵电机冷却排水量减至384t，每年减少废水排放26万t。

（2）减少原水消耗量

改造前，化水通过日均补充原水500t进入复用水池，供循泵电机冷却水消耗。改造后，化水基本不用再补充原水，由发电生产工艺流程所产生的复用水已能满足正常要求。年平均节约原水15万t。

（3）节约厂用电消耗

改造前，3台及以上机组运行，均需开启两台循泵电机冷却水泵运行；改造后，只需开启1台循泵电机冷却水泵。按单台电机功率7.4 kW，运行16h计算，日均节约厂用电118.4kW·h，年节电35520kW·h。

2.通过每半月/次的积沙监测，收集数据进行劣化分析，结合机组各级检修，委托专业公司采取气力抽沙及人工清沙等措施及时进行治理，保证了循泵安全稳定运行。

3.配制加工每台套轴承、轴套材料及加工费用约5万元，每台套可省备件费用近20万元，全年8台套循泵可省检修费用近160万元。

四、结语

在循泵原有冷却水系统设计、循泵运行存在不完善的情况下，从各项运行指标入手，从改造方案、技术难度及日后维护等多个方面进行研究，通过改造管路隔离阀门，改变循泵电机冷却水运行方式，改进部件维修工艺，可以有效推进电厂节能减排、增收节支工作。

（三等奖获奖征文）

TM611.3

B

1671-0711（2015）06-0082-02