給水泵密封水系統(tǒng)改造

王大慶

摘要：由于汽前泵、電前泵、汽泵的密封水都是凝結(jié)水提供，在鍋爐上水初期，因凝汽器水質(zhì)不合格，啟動(dòng)前置泵時(shí)，造成凝結(jié)水污染除氧器水質(zhì)，多次排放除氧器、爐水，浪費(fèi)大量除鹽水、加熱蒸汽、藥品。新增加一路除鹽水水源至給水泵密封水，試運(yùn)后水質(zhì)較快合格，縮短凝結(jié)水回水時(shí)間，鍋爐洗硅時(shí)間，節(jié)能效果非常明顯。

關(guān)鍵詞：給水泵;密封水;除鹽水;節(jié)能

機(jī)組給水系統(tǒng)選用2× 50%BMCR 容量汽動(dòng)給水泵組和1×30%BMCR 容量電動(dòng)給水泵組。電動(dòng)給水泵采用液力偶合器變速調(diào)節(jié);汽動(dòng)給水泵組通過(guò)控制給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié);所用的汽動(dòng)給水泵組為上海電力修造總廠生產(chǎn)的DG600-240（FK6D32）型汽動(dòng)泵、FA1D53 型前置泵，由于該型號(hào)汽動(dòng)給水泵的密封系統(tǒng)為螺旋密封，前置泵為機(jī)械密封，密封水采用凝結(jié)水泵出口母管來(lái)水。

自投產(chǎn)以來(lái)，在機(jī)組啟動(dòng)初期，啟動(dòng)汽前泵或電動(dòng)給水泵給鍋爐汽包上水，在此過(guò)程中，由于密封水采用的是凝結(jié)水，而此時(shí)凝結(jié)水水質(zhì)不合格，造成給水水質(zhì)不合格，大量排放除氧器及爐水，造成除鹽水大量浪費(fèi)，化學(xué)制水緊張，凝結(jié)水回收時(shí)間長(zhǎng)。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

給水泵是汽輪機(jī)的重要輔助設(shè)備，它將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻o水的壓力能和動(dòng)能，向鍋爐提供所要求壓力下的給水。該型號(hào)汽動(dòng)給水泵的密封系統(tǒng)為螺旋密封，主要原理是在給水泵軸套的外表面加工數(shù)條使水流方向指向內(nèi)側(cè)的螺旋槽，而在固定襯套的內(nèi)表面加工與軸套螺旋方向相反的螺旋槽。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋槽類似螺旋槽泵，使流體產(chǎn)生壓頭，阻止泵內(nèi)流體外泄。由于軸套與固定襯套之間存在徑向間隙，仍有部分流體越過(guò)螺紋齒頂向外泄漏。為避免泵內(nèi)高溫水向外泄漏，必須由外部注入密封水。該密封水一部分隨螺旋槽泵送至軸封內(nèi)側(cè)，阻止泵內(nèi)流體外流，一部分與少量經(jīng)密封間隙外流的高溫水混和形成密封回水。大部分密封回水回收至給水泵前置泵入口也即：泄荷水，另有一小部分則回收至凝汽器。密封水進(jìn)水與密封水回水之間需有一定的壓差，保持一定的密封水流量，以防止給水泵失去密封水，泵內(nèi)高溫水外泄造成事故。

前置泵為平衡型機(jī)械密封，由彈簧支撐的動(dòng)環(huán)和水冷卻的靜環(huán)所組成。機(jī)械密封工作時(shí)，在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間形成一層水膜，而水膜必須保持一定的厚度才能使機(jī)械密封有效地吸收摩擦熱，否則動(dòng)靜間的水膜會(huì)發(fā)生汽化，造成部件老化、變形，影響使用壽命和密封效果。前置泵密封水采用凝結(jié)水泵出口母管來(lái)水，密封后進(jìn)入泵內(nèi)。

2 設(shè)備存在的問(wèn)題

汽前泵、電前泵、汽泵的密封水都來(lái)自凝結(jié)泵出口母管，經(jīng)過(guò)兩個(gè)精細(xì)的濾網(wǎng)后（一個(gè)運(yùn)行，另一個(gè)備用），分別供給水泵密封水。在機(jī)組啟動(dòng)前，首先通過(guò)鍋爐上水泵向除氧器上水，沖洗合格后，投入加氨裝置進(jìn)行加藥，為充分混合，啟動(dòng)前置泵，開(kāi)在出口循環(huán)門打循環(huán)，盡快提高給水PH 值。

啟動(dòng)前置泵后，為防止汽泵潤(rùn)滑油中進(jìn)水，投入汽泵密封水。汽泵的密封水一部分經(jīng)過(guò)密封水回水母管去地溝或凝汽器;另一部分泄荷水回到汽泵前置泵入口，進(jìn)入給水系統(tǒng)。另外，還有部分水通過(guò)前置泵機(jī)械密封進(jìn)入給水系統(tǒng)，由于密封水是凝結(jié)泵提供，而凝汽器水質(zhì)不合格，含鐵量較高，造成凝結(jié)水污染除氧器水質(zhì)頻繁排放除氧器內(nèi)給水以提高水質(zhì)，這樣造成大量浪費(fèi)除鹽水、藥品且增加廠用電耗。例如在2 號(hào)機(jī)c 修后準(zhǔn)備啟動(dòng)，除氧器共放水6 次，消耗除鹽水500 噸;消耗藥品0.5 噸;耗費(fèi)大量加熱蒸汽;增大廠用電7008 度，耗時(shí)間40小時(shí)。

3 對(duì)系統(tǒng)改造

從節(jié)能降耗的工作要求出發(fā)，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)管道連接，運(yùn)行方式進(jìn)行全面分析，結(jié)合水泵設(shè)計(jì)原理要求，準(zhǔn)備在啟動(dòng)初期增加一路潔凈水源供密封水。根據(jù)計(jì)算公式，即：

P：密封水壓力P=P0+K

P0：泵入口壓力+0.1Mpa

K：泵體析出壓力系數(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)有關(guān)可利用水系統(tǒng)分析確定除鹽水可滿足密封水的高潔凈度的基本要求。除鹽水壓力是0.5Mpa，除氧器上水

初期，前置泵入口壓力0.24 Mpa

P=P0+K=0.24+0.1=0.34（Mpa）

除鹽水壓力大于所需密封水壓力，可滿足密封水壓力高于前置泵入口壓力0.1Mpa 條件。可見(jiàn)在除鹽水母管上引至密封水方案是可行的，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，除鹽水母管離密封水母管近4米的距離，根據(jù)流體管道計(jì)算公式和管道壓降損失計(jì)算公式：

根據(jù)壓降和系統(tǒng)流量計(jì)算，通過(guò)查表確定，只需在兩母管之間連接一根DN80 的管道及增加二個(gè)不銹鋼閥門，即可滿足運(yùn)行操作需要。運(yùn)行人員可利用遠(yuǎn)控上的原有壓力測(cè)點(diǎn)進(jìn)行密封水壓力的監(jiān)視、調(diào)整。由于改造方案簡(jiǎn)便、費(fèi)用較低，利用機(jī)組停備，對(duì)1 號(hào)機(jī)組給水泵密封水源進(jìn)行改造。

4 改造效果

改造后試運(yùn)，水質(zhì)較快合格，節(jié)能效果非常明顯。對(duì)比分析，除氧器水質(zhì)一次合格， 未運(yùn)行凝結(jié)泵，沒(méi)有排放除氧器和鍋爐高溫給水。開(kāi)始上水到汽包上水至200mm 用時(shí)8 小時(shí)。節(jié)省了廠用電7008 度，除鹽水500 噸，藥品0.5 噸。到達(dá)了預(yù)期的節(jié)能節(jié)水效果。

在鍋爐點(diǎn)火，升參數(shù)，沖車、暖機(jī)整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，仍然用除鹽水供給水泵密封水，繼續(xù)進(jìn)行改造后的節(jié)能效果測(cè)試，當(dāng)汽輪機(jī)沖車至3000 轉(zhuǎn)時(shí)，化驗(yàn)?zāi)Y(jié)水水質(zhì)，水質(zhì)合格，投入精處理，凝結(jié)水回收。回收后將密封水倒至原密封水系統(tǒng)，由凝結(jié)水帶給水泵密封水。

由于采用除鹽水密封給水泵，和前幾次啟機(jī)相比，原來(lái)凝結(jié)水水質(zhì)合格是在機(jī)組并網(wǎng)帶上部分負(fù)荷，而現(xiàn)在在汽輪機(jī)沖車至3000 轉(zhuǎn)時(shí)，就可回收凝結(jié)水，縮短回收時(shí)間，減少了凝結(jié)水外排，同時(shí)也縮短鍋爐上水泵的運(yùn)行時(shí)間。另外爐水洗硅時(shí)間也明顯縮短，減少爐水外排，帶來(lái)更大的節(jié)能效果和縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。給水泵密封水改造，投入費(fèi)用較低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但節(jié)能效果非常好，為企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳禮. 主編. 流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī). 北京： 中國(guó)電力出版社.2001 年.

（遼寧大唐國(guó)際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧 錦州 121007）