F級燃氣輪機組配用循泵的節(jié)能改造

汪劍波

（福能集團晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建　晉江　362251）

F級燃氣輪機組配用循泵的節(jié)能改造

汪劍波

（福能集團晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江362251）

針對循泵原冷卻水系統(tǒng)及軸承存在的問題進行技術(shù)改造，改變循泵電機冷卻水運行方式，治理取水前池積沙，改變循泵軸承部件檢修工藝，實現(xiàn)節(jié)能減排、增收節(jié)支。

循泵冷卻水；導軸承；燃氣輪機

某司一期工程安裝4臺350MW等級的高效單軸聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，每臺機組設兩臺型號為60LKXA-20.1型、立式、單支座、濕井式、固定葉片、定速斜流泵。機組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用擴大單元制直流供水系統(tǒng)，使用臺灣海峽海水作為凝汽器及部分輔機冷卻器冷卻水。泵組轉(zhuǎn)子組件配用軸承為通用型賽龍導軸承，共5組；泵組冷卻水系統(tǒng)的冷卻水主要用于電機軸承滑油冷卻與泵上軸承的盤根冷卻，為并聯(lián)供水設計。

一、改造前存在的問題

1.冷卻廢水排放量超標。

當?shù)丨h(huán)保局簽發(fā)的排污許可證，每年最大允許排放廢水量為69000t，換算成每天最大允許排放廢水量為414t。實際4臺機組運行時，8臺循環(huán)水泵每小時排放的冷卻水量超60t，按每日運行16h計算，日排放廢水量約1100t，嚴重超出排污許可范圍。

2.資源浪費，增加生產(chǎn)成本。

4臺機組運行時，循泵電機冷卻用水為化學回收的鍋爐疏放水、制水過程產(chǎn)生的排放濃水、廢水等，每天約為600t，因供水量不足，供水缺口由原水來補充，日均補充原水500t左右。

3.存在較大安全隱患。循泵電機冷卻水供水泵設計流量40t/h，3臺以上聯(lián)合循環(huán)機組運行時必須啟動兩臺循泵電機冷卻水泵才能滿足循泵電機冷卻水流量要求。若其中1臺循泵電機冷卻水泵故障或檢修，將嚴重影響循環(huán)水泵設備正常運行，甚或出現(xiàn)因循泵電機溫度高致機組被迫降負荷或停運的情況。

4.循泵運行振動大，軸承更換頻繁，檢修費用大。

循泵入口海水含沙量大，循泵約運行半年即因振動大，導軸承、軸套等部件超標磨損而解體檢修，需更換全部磨損軸承、軸套組件，每臺次更換備件費用約25萬余元。全年8臺套循泵輪換檢修費用約需200萬元。

二、節(jié)能改造措施

1.將循泵冷卻水系統(tǒng)由并聯(lián)供水改為串聯(lián)供水（圖1）。

圖1　循泵冷卻水系統(tǒng)改造前后對比圖

電機冷卻水入、出口換熱后溫度變化不大，電機出口回水可以滿足填料函冷卻溫度要求。

2.加強循泵取水前池積沙治理。

某司地處我國東南沿海，是臺風多發(fā)地區(qū)，臺風期間海水含沙量大，取水前池淤沙更為突出。取水口泥沙淤積，致取水窗的有效面積縮小，引起進水段流動阻力增大，最終導致泵吸入水位下降，葉片氣蝕加重，泵流量減小。在泵進口葉輪室下方同樣存在泥沙淤積，使得儲水腔室容積減小，直接影響到水的吸入量，循泵在小流量的工況下，葉輪的吸入側(cè)和排出側(cè)都會產(chǎn)生二次回流，二次回流與主流混合后，形成湍流和旋渦。葉輪葉片在低壓側(cè)會產(chǎn)生脫流區(qū)，脫流區(qū)內(nèi)不僅充滿湍流和漩渦，而且會形成平行于葉片的前后振蕩力，振蕩又加劇了湍流和漩渦，二者之間形成惡性循環(huán)，在軸向產(chǎn)生了很大的破壞力，在很短時間內(nèi)使軸承支架幅條振裂，同時也引起徑向的不穩(wěn)定運行，導致導軸承、軸套異常磨損。

3.優(yōu)化循泵軸承部件維修工藝，減少備件更換率。利用換下的舊導軸承、上車床對賽龍軸承磨損的內(nèi)側(cè)進行加工，保證徑向圓尺寸，根據(jù)加工的軸承內(nèi)徑，委托加工中心另配作軸套，軸套尺寸滿足各間隙配合要求。重新配制加工軸承、軸套。

三、取得的效果

1.循環(huán)水泵電機冷卻水由并聯(lián)供水改為串聯(lián)供水后，取得較大的社會效益與經(jīng)濟效益。

（1）降低廢水排放量，達到環(huán)保排放要求

改造后每臺泵每小時排廢水4.2t，8臺泵16h共排廢水538t，較改造前減少50%以上。另根據(jù)填料函冷卻情況，調(diào)低填料函冷卻水流量至3t，則8臺泵16h共排廢水384t，滿足要求。4臺聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的循泵電機冷卻排水量減至384t，每年減少廢水排放26萬t。

（2）減少原水消耗量

改造前，化水通過日均補充原水500t進入復用水池，供循泵電機冷卻水消耗。改造后，化水基本不用再補充原水，由發(fā)電生產(chǎn)工藝流程所產(chǎn)生的復用水已能滿足正常要求。年平均節(jié)約原水15萬t。

（3）節(jié)約廠用電消耗

改造前，3臺及以上機組運行，均需開啟兩臺循泵電機冷卻水泵運行；改造后，只需開啟1臺循泵電機冷卻水泵。按單臺電機功率7.4 kW，運行16h計算，日均節(jié)約廠用電118.4kW·h，年節(jié)電35520kW·h。

2.通過每半月/次的積沙監(jiān)測，收集數(shù)據(jù)進行劣化分析，結(jié)合機組各級檢修，委托專業(yè)公司采取氣力抽沙及人工清沙等措施及時進行治理，保證了循泵安全穩(wěn)定運行。

3.配制加工每臺套軸承、軸套材料及加工費用約5萬元，每臺套可省備件費用近20萬元，全年8臺套循泵可省檢修費用近160萬元。

四、結(jié)語

在循泵原有冷卻水系統(tǒng)設計、循泵運行存在不完善的情況下，從各項運行指標入手，從改造方案、技術(shù)難度及日后維護等多個方面進行研究，通過改造管路隔離閥門，改變循泵電機冷卻水運行方式，改進部件維修工藝，可以有效推進電廠節(jié)能減排、增收節(jié)支工作。

（三等獎獲獎征文）

TM611.3

B

1671-0711（2015）06-0082-02