给水泵密封水回水系统改造

张金勇，郑广良，毕士文

（山东里彦发电有限公司，山东 济宁 273517）

给水泵密封水回水系统改造

张金勇，郑广良，毕士文

（山东里彦发电有限公司，山东 济宁 273517）

分析给水泵密封水回水多级水封、收集水箱加浮球阀、单级水封等方案的优缺点，指出单级水封方案具有比较优势，提出一种多级水封改造为单级水封的解决方案，并对改造措施及特殊工况下的注意事项进行详细介绍。

给水泵；密封水回水；单级水封；改造

0 引言

山东里彦发电有限公司给水泵密封水回流凝汽器系统原采用多级水封，各给水泵密封水回水分为两路，一路排放到地沟，另一路通过多级水封流入凝汽器，正常运行时采用回流凝汽器的方式，机组启停或异常时人工操作切换密封水回水放地沟。原设计多级水封是三级，运行中曾多次发生多级水封水平衡被破坏，造成凝汽器真空快速下降的现象。考虑原设计水封高度不够，在原多级水封基础上增加了一级。但是，以下异常现象屡有发生：水平衡被破坏，凝汽器真空快速下降；密封水排水不畅，引起给水泵密封装置处大量溢水倒灌至轴瓦，致使给水泵液力偶合器油箱大量进水。后来又采用关小多级水封回凝汽器截止阀的办法调节密封水回水量，该方法运行中稳定，但是在开停机过程真空及凝汽器真空不稳定时，密封水回水仍需放地沟，造成大量凝结水浪费，且不能避免多级水封冬季抽空、注水操作繁琐等问题。为了彻底解决以上问题，将多级水封改造为单级水封，利用凝汽器集水井安放单级水封，并制定了单级水封特殊工况下的事故预防措施。

1 给水泵密封水回水系统分析

给水泵密封水回水回收大体分为以下三种方式［1］：第一种是给水泵密封水回水经过多级水封回流到凝汽器，目前多数电厂采用这种方式；第二种是给水泵密封水回水经过收集水箱加浮球阀回流到凝汽器，有部分电厂采用这种方式；第三种是给水泵密封水回水经过单级水封回流到凝汽器，较少电厂采用这种方式［2］。

1.1 密封水回水多级水封方式

给水泵密封水回水多级水封方式如图1所示。从电厂运行情况来看，多级水封运行中经常出现如下问题：容易出现水封管进空气、水封平衡被打破，造成机组真空突降的现象：电厂3号机于2003年12月、4号机于2004年12月、5机于2005年1月、6机于2010年12月分别出现上述情况；机组启停时密封水无法回收；密封水回水不畅造成给水泵油中进水、油质乳化；开停机过程中，密封水回水排放地沟不及时，造成给水泵油中进水；多级水封注水、切换密封水和调整水封回水阀开度等，运行人员操作工作量大。

图1 给水泵密封水回水多级水封方式

针对多级水封高度不足，对多级水封进行了改造，增加了一级水封。但冬季运行中仍时有发生抽空现象，危及机组运行安全，不得不在水封出口增设闸阀，增加回水阻力，减少抽空的概率。采取以上措施后，运行情况有所好转，但由于阀门调节为手动调整，不灵敏。运行调整工作量大，开停机、倒泵时操作迟缓有可能引起真空急剧下降跳机。

1.2 密封水回水收集水箱加浮球阀方式

图2 给水泵密封水回水收集水箱加浮球阀方式

密封水回水收集水箱加浮球阀方式如图2所示。密封水回水经过收集水箱加浮球阀回到凝汽器的原理是利用相对大气压下，运行中凝汽器真空所能造成的虹吸水柱高度达到给水泵密封水回水回收目的，可以在开停机过程中实现密封水回收。但是，浮球阀经常发生卡涩现象，在较小开度卡涩时，会造成密封水排水不畅，引起给水泵油箱大量进水；浮球阀卡涩在较大开度时，造成密封水进入凝汽器过快使收集水箱水位过低，严重影响机组真空，威胁安全生产。运行中由于水箱水位波动剧烈，出现浮球损坏现象，需要密封水放地沟，隔离水箱更换或检修浮球。采用这种密封水回水方式，有以下缺点：工作不可靠，容易造成凝汽器掉真空和给水泵油中进水；加工部件工作量大；部件容易损坏，检修工作量大；由于检修造成密封水不能回到凝汽器，密封水回收率低［3－4］。

1.3 给水泵密封水回水单级水封方式

给水泵密封水回水单级水封方式如图3所示。密封水系统运行灵活、安全、可靠，系统管路更加简单、直观，消除了危险点和维护操作量。其优点如下：提高了机组的真空严密性和安全性；解决了给水泵润滑油系统进水，油质乳化的问题，减少油净化装置运行时间；系统操作简单、安全、可靠，给水泵密封水到单级水封手动阀及水封到凝汽器手动阀，无论是开停机、正常运行都不需要操作；凝汽器真空为－60 kPa以上，给泵密封水回水就可以虹吸到凝汽器，最大限度地实现了给水泵密封水的回收，降低补水率；改造费用低、维护量小［5］。

图3 给水泵密封水回水单级水封方式

2 给水泵密封水回水单级水封改造

2.1 单级水封改造方案

给水泵密封水回水系统改造为单级水封，其难点在于水封筒必须下沉，才能满足10.0～11.0m的水封高度要求，但要在凝汽器热井下部重新钻孔难度很大。经过研究，决定利用凝汽器集水泵坑安放水封筒。

单级水封筒内管使用Φ108mm×4mm钢管，外管使用Φ233mm×6mm钢管，原系统阀门、给水泵回水管道都可以利用。将单级水封布置在凝汽器坑的污水收集坑中。该污水收集坑底部标高－6.0m，用来布置单级水封。将原多级水封回水至凝汽器回水口上提1.0m，以满足总体回水水柱标高。需要增加Φ108mm×4mm疏水管道40m、Φ233mm×6mm疏水管道6m左右。

一个标准大气压相当于10.34m水柱，凝汽器真空一般不会超过-99 kPa，相对于大气压，凝汽器真空能造成的虹吸水柱不超过9.9 m，所以，不小于10.0m的水柱，可保证凝汽器真空不被破坏。按照图3中数据，虹吸水柱可达11.1m，远比运行中凝汽器实际真空能造成的虹吸水柱大，可保证凝汽器真空不会被破坏。

凝汽器真空建立以前，Φ233mm管道上端回水溢水口以上的管道是空的，溢水口以下的管道充满水，其存水必须满足真空建立后能充满水封外水面至凝汽器回水口Φ108mm管道。由于设计的溢水口高于给水泵至水封水平段管道标高，所以真空建立以前，水平段管道中的水也不会溢出来，可以用来充满水封至凝汽器回水口这部分管道，所以Φ233mm管道从容积上能满足真空建立充水要求。

为了防止凝汽器内的水倒流通过单级水封溢水口溢出，凝汽器高位注水查漏时，需关闭单级水封至凝汽器下部截止阀。

2.2 单级水封特殊工况分析

给水泵密封水来自于经过轴封加热器加热后的凝结水，机组正常运行中经过轴封加热器的凝结水量较大，凝结水温度不高，给水泵密封水回水温度也不高，单级水封筒内的水能正常回收到凝汽器。为了避免给水泵密封水温度过高使回水温度太高，造成单级水封筒内的水汽化、水封筒失水，开停机过程中要开启凝结水再循环，保持较高的凝结水压力，保证轴封加热器内有足够的冷却水流量，使轴封加热器出水温度保证正常。为了防止单级水封内的水汽化造成单级水封拉空，要节流单级水封回凝汽器上部截止阀，这样，即使凝汽器真空很高，该截止阀上部水汽化，由于截止阀的阻力作用，截止阀前的水保证不汽化，单级水封不会失水，能保证单级水封回水正常。运行中单级水封回凝汽器下部截止阀也不需要全开，其开度能保证单级水封内的水正常回到凝汽器即可。

2.3 单级水封改造效果分析

5号机、6号机分别在2015年4月与2015年9月进行了给水泵密封水回水单级水封系统改造。改造后系统运行稳定，未发生安全问题；开停机及给水泵隔离过程中减少了运行人员的操作；消除了给水泵油中进水的隐患，给水泵油质保持良好，保证了给水泵运行安全，减少了给水泵的检修维护量。

5号机、6号机正常运行中在密封水回水总管上，用超声波流量计实测A、B给泵密封水回水流量17 t／h，除盐水成本价约6.5元／t。5号机、6号机冷态启动，从启动给水泵到机组带负荷正常后给水泵密封水回水回收到凝汽器，密封水放地沟平均时间5 h，耗费除盐水量为85 t，耗费成本552.5元；停机过程中，滑停后期，给水泵密封水回水由回凝汽器切换至排放地沟，汽轮机打闸后，投旁路，保护锅炉再热器和加速锅炉冷却，直到停运给水泵，密封水放地沟平均时间10 h，耗费除盐水量为170 t，耗费成本价1 105元。5号机、6号机2016年共启动10次，停运10次，采用单级水封后，相比多级水封，2016年节约除盐水2550 t，约合费用1.66万元。

3 结语

给水泵密封水回水系统采用单级水封形式，避免了水封失衡情况的出现，消除了因给水泵密封水回水不畅造成油中进水的隐患，提高了给水泵的运行可靠性，减轻了运行人员的劳动强度。

［1］张黎明，张建，方明.125MW机组给水泵密封水回水系统改造［J］.水利电力机械，2005，27（6）：17-18.

［2］康晓妮，蒋辉，周瑾源，等.汽轮机组汽动给水泵密封水回水系统改造［J］.热力发电，2012，41（10）：87.

［3］崔云素.给水泵密封水回水系统多级 U型管设计［J］.华东电力，1999，27（10）：39-41.

［4］洪立，王晓文.给水泵密封水回水多级水封装置改造［J］.华电技术，2015，37（3）：31-33.

［5］吕峰，邢亚捷，陈焱，等.给水泵密封水回收异常分析及系统改造方案［J］.电站系统工程，2013，29（5）：78-79.

Reconstruction of Seal W ater Backwater System of Feed Pum p

ZHANG Jinyong，ZHENG Guangliang，BIShiwen
（Shandong Liyan Power Generation Co.，Ltd.，Jining 273517，China）

The comparison amongmulti-levelwater seal，storage tank and floating ball valve and single-stagewater seal in the application of feed pump sealed backwater system is provided in this paper.The advantage of single-stage water seal over the other twomethods in this particular application ismade clear.The solution to the transform the existingmulti-levelwater seal to single-stage water seal is proposed.The attentions on themodificationmeasures and special conditions are detailed.

feed pump；sealed backwater；single-stage water seal；modification

TM621

B

1007－9904（2017）06－0063－03

2017－03－06

张金勇（1973），男，工程师，主要从事电厂管理工作。