給水泵再循環閥門無法開啟原因的分析及采取措施

馬巖昕，雷天鵬，于振輝，馬 越，王芳軍，徐 冰

(黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江齊齊哈爾161000)

某電廠有2臺300 MW供熱機組，每臺機組配置2臺50%容量汽動給水泵及1臺30%容量的啟動備用電動給水泵。由于高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運行，允許的最小流量為額定流量的25%～30%，此時，若給水泵再循環閥門無法開啟，則很容易引起給水泵汽化，影響給水泵的安全、經濟運行［1］。對此，本文針對給水泵最小流量調節閥門打不開現象進行了分析，并采取了相應解決措施。

1 給水系統的組成及作用

某電廠2臺機組均為哈爾濱汽輪機廠生產的C250/N300－16.7/537/537－73D型亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、反動、凝汽式汽輪機。

在300 MW汽輪機組的給水系統中，其主要設備有主給水泵、前置泵、小汽輪機、電動機、液力聯軸器、高壓加熱器及管道、閥門等配套部件。給水泵組的基本配置是2臺50%的汽動給水泵及其前置泵和1臺30%的液力調速電動給水泵及前置泵(通常汽動給水泵運行，電動給水泵備用)。在機組啟動時采用電動給水泵供水，機組負荷升至30%時切換至汽動給水泵運行。

在每臺給水泵出口有1條從止回閥閥體接出的給水泵最小流量再循環管道，并配有相應的控制閥門等，以確保在機組啟動或低負荷工況流經給水泵的流量大于其允許的最小流量。每根再循環管道都單獨接至除氧器水箱。

2 給水泵設置再循環門及再循環管的作用

給水泵汽化的原因是給水流量小于規定的最小流量、自動再循環門失靈、未及時開啟造成的。因此，高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運行，允許的最小流量約為額定流量的25% ～30%。否則會因給水泵內給水摩擦生成的熱量不能全部帶走，導致給水泵汽化;離心泵性能曲線在小流量范圍內較為平坦，有的還有“駝峰”型曲線，會出現壓力脈動引起所謂的“喘振”現象。為了避免這種現象的發生，給水泵都設置了自動再循環門及再循環管［2］。

給水泵啟動前，如果給水泵的工作流量小于最小流量，就應該開啟給水泵出口再循環閥。再循環閥的開啟，使多余流量通過再循環管道回到除氧器的給水箱內，這樣，一方面滿足了鍋爐的需要，另一方面保證了給水泵的工作流量大于最小流量。為了節電，一般根據給水泵負荷(電流)的大小確定再循環水閥的相應開度［3］。

3 給水系統運行中存在的問題

某電廠300 MW供熱機組配備有電動給水泵最小流量調節閥以及1號、2號汽動給水泵最小流量調節閥(3只)。運行中經常出現最小流量調節閥關閉后打不開等異常現象，使給水泵不能正常工作，降低了給水泵運行的可靠性。

給水泵最小流量調節閥門在使用中存在較嚴重的沖刷漏泄、調節閥閥芯密封件損壞、閥籠沖刷等現象，主要原因是最小流量調節閥門開啟瞬間壓力過高，使最小流量調節閥門被沖刷，導致最小流量調節閥門無法正常工作。

出現異常情況如下:

1號機組于2007年投產，運行至2008年5月17日，出現1號、2號汽動給水泵最小流量閥低負荷時打不開現象。2008年6月3日，對1號、2號汽動給水泵最小流量閥更換密封組件。1號機組小修后，在開機過程中發現1號、2號汽動給水泵最小流量調節閥打不開，于2009年8月10日對其進行檢查，發現密封件已損壞，同時上閥籠沖刷嚴重，如圖1所示。沖刷嚴重的最小流量閥閥芯組件如圖2所示。

當1號、2號汽動給水泵最小流量閥前隔離門關閉時，1號、2號汽動給水泵最小流量調節閥能夠開、關;當1號、2號汽動給水泵最小流量閥前隔離門打開時，1號、2號汽動給水泵最小流量調節閥仍就打不開。

圖1 沖刷嚴重的最小流量閥上閥籠

圖2 沖刷嚴重的最小流量閥閥芯組件

由于密封組件價格昂貴(1套為3萬元左右)，更換整套組件會造成較大的浪費。最小流量調節閥關閉后打不開會使給水泵最小流量閥不能正常工作，降低了給水泵運行的可靠性，因此，更換給水泵最小流量調節閥十分必要。

4 改造方案及實施

為了保證給水泵最小流量調節閥門在任何情況下都能開啟，建議采用新型最小流量調節閥，在最小流量閥前加裝節流保護裝置。

大差壓閥門專用降壓防氣蝕保護裝置具有防沖蝕氣蝕功能，可使普通閥門像進口閥門一樣具有防沖蝕氣蝕功能，能有效延長閥門使用壽命。新型最小流量調節閥門采用迷宮原理設計，利用多個盤片上的小通道進行續步降壓，無論最小流量調節閥門開度大小，高壓給水通過每個通道都限制在30 m/s以下，有效減輕閥塞與閥座密封面的沖刷，延長了最小流量閥的使用壽命，避免了因閥蓋水室密封圈磨損在閥桿提升過程中產生的額外壓力，影響最小流量調節閥門開啟。

在最小流量調節閥前加裝節流保護裝置，最小流量調節閥前壓力降低到2 MPa，減輕了對最小流量調節閥的沖刷，延長了最小流量調節閥的使用壽命。在1號、2號機給水泵最小流量調節閥門前加裝降壓防氣蝕保護裝置，可有效提高機組經濟運行能力。因此，決定將給水泵最小流量調節閥改為大壓差調節閥及在最小流量調節閥前加裝節流保護裝置。

在2009年1號機組大修期間，將給水泵最小流量調節閥改為大壓差調節閥，在給水泵最小流量調節閥前加裝了節流保護裝置，試驗效果顯著，未發生最小流量調節閥打不開的現象。故此，建議在2號機組上使用節流保護裝置。

5 結論

1)國內許多電廠供熱機組在試運行階段或投入商業運行后，出現給水泵最小流量調節閥門打不開的現象，直接影響機組的安全穩定運行。

2)將給水泵最小流量調節閥改為大壓差調節閥，在最小流量調節閥前加裝節流保護裝置，能有效消除給水泵最小流量調節閥門打不開故障，使給水泵運行效果良好，保證了機組安全經濟運行。

［1］ 華中電網有限公司培訓中心．300 MW火電機組集控運行［M］．北京:中國電力出版社，2005．

［2］ 吳季蘭．汽輪機設備及系統［M］．北京:中國電力出版社，2006．

［3］ 邵和春．汽輪機運行［M］．北京:中國電力出版社，2008．