大型鍋爐給水泵密封水節能優化改造

李永利

摘 要：本文闡述了某國產600MW機組配套的鍋爐給水泵密封水回水系統故障頻發的原因，介紹了密封水系統詳細的改造方案及控制關鍵點，改造實施后不但節約機組水耗，而且提高了機組運行的安全可靠性，并對同類型機組節能改造工作具有借鑒意義。

關鍵詞：給水泵；密封水回水；節能改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.019

目前大型鍋爐給水泵均使用機械密封，給水泵內的高壓水雖經過密封件，但依然有一定的壓力，為了不讓給水泵內的水通過軸與密封件之間的間隙外泄，就從凝結水泵出口或除鹽水母管引以水源為密封水。給水泵內的水是具有一定溫度的水，高溫水會通過泵的轉軸或泵體金屬把熱量傳遞給軸承，使軸承溫度升高。為了控制熱量外傳，所以密封水也起著冷卻的作用。密封水多采用多級水封筒形式，但實際使用過程中缺陷較多，需進行徹底優化改造。

1 改造必要性

某公司600MW機組配套的鍋爐給水泵為兩臺50%容量的汽動給水泵和一臺30%容量的電動給水泵，給水泵外筒體由上海電力修造總廠有限公司自行制造，而芯包則采用全進口英國蘇爾壽泵有限公司生產的水平、多級、筒式殼體、并具有整抽式設計的HPT型離心泵。給水泵軸端密封系統為迷宮密封（見圖1），是通過間隙節流減壓的密封裝置。密封水控制原理是由凝結水泵來的壓力水經調節閥后注入泵內的軸套與襯套之間的密封腔室，一部分流量在軸套與襯套內與來自泵內的給水混合后流向前置泵入口進行卸荷，另一部分外泄漏量經多級水封筒回收至主機凝汽器或者直接排地溝。運行期間，多級水封筒經常出現密封水回水不暢而導致給水泵潤滑油進水或凝汽器真空下降等問題，運行人員不得不將電、汽泵密封水回水直接排地溝，導致大量除鹽水浪費，增加了運行人員的工作量，增加了機組運行風險。

2 優化改造方案

2.1 方案設計

在凝汽器坑設計一個回收水箱（體積：2.5m3），將三臺給水泵密封水回水分別匯集到水箱里，在水箱底部用Ф159×4.5無縫鋼管并通過一個單級“U”型水封與主機凝汽器接頸相連作為出水口，能利用在正常運行中凝汽器真空相對于大氣壓的壓差所產生的虹吸力將密封水回水回收至主機凝汽器。

2.2 改造風險點一

凝汽器在極限真空情況下（約-99KPa），單級U型水封內的水會被吸干和汽化，機組真空遭到破壞，威脅機組安全運行。

風險控制措施：根據凝汽器循環冷卻水溫度、所處海拔高度及汽輪機末級葉片長度等因素綜合判斷。按凝汽器極限真空值（-99KPa）和所對應的回水飽和溫度19.68℃來計算相對于標準大氣壓下產生的水柱高度為10.12m，而給水泵密封水回水溫度正常值約：40～45℃，跳泵溫度整定值為90℃，故保證單級U型水封高度在10.12m米以上（初定12.1 m）。

2.3 改造風險點二

機械密封回水溫度較高（正常運行約40～45℃，若機械密封泄漏，回水溫度將快速升高，一旦高于凝汽器壓力下的飽和溫度，凝汽器真空將遭到破壞。

風險控制措施：經計算，在U型水封管標高+5.2m處加裝一路減溫水，對機械密封冷卻水進行實施冷卻，即能保證回水溫度低于凝汽器壓力下的飽和溫度。減溫水取自于凝結水泵出口至軸封加熱器入口前管路的凝結水。改造方案中給水泵密封水回收水箱、U型水封管標高要求如圖2所示：

2.4 改造風險點三

系統改造較大，新增設備較多，焊渣、鐵屑等雜物進入系統損壞機械密封，導致設備損壞。

風險控制措施：

（1）嚴格按照凝結水管道施工有關工藝要求進行焊接和施工，所有焊口都要使用氬弧焊。

（2）設備安裝完畢，在連接給水泵前，對新增設備進行灌水查漏。

（3）對新增設備進行沖洗，對排污水進行取樣分析，至水質合格后，系統恢復，密封水系統投入備用狀態。

3 改造后效果分析

對給水泵機械密封水回水系統進行節能改造后，密封水回水實現了全部回收（約20t/h）。徹底消除了凝汽器真空下降或油中進水等缺陷，機組的安全性、經濟性得到了顯著提高。系統投運后，減輕了運行人員的工作量，提升了自動化水平，此改造方案具有推廣價值。

參考文獻：

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