鍋爐給水系統(tǒng)優(yōu)化改造分析及實(shí)施效果

姚明偉

（國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)烯烴一分公司，寧夏銀川750411 ）

國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)烯烴一分公司的烯烴裝置鍋爐給水動(dòng)力站所產(chǎn)生的蒸汽主要是供給裝置設(shè)備、管線伴熱、工藝反應(yīng)和汽輪機(jī)等使用。該鍋爐給水動(dòng)力站設(shè)計(jì)4臺(tái)給水泵，提供鍋爐用水及外供丙烯裝置減溫器用水，其中1#、2#泵為定速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，3#泵為液力耦合器調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，4#泵為蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。鍋爐給水泵故障導(dǎo)致了蒸汽壓力波動(dòng)、供給不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，反之又影響了給水泵的正常運(yùn)行，導(dǎo)致給水泵頻繁損壞。

1 鍋爐水泵存在問(wèn)題分析

1.1 鍋爐給水泵的主要參數(shù)

烯烴一分公司DG-280/9.81-II1型循環(huán)流化床鍋爐為自然循環(huán)鍋爐，鍋爐水循環(huán)采用集中供水，分散引入、引出的方式。供水為壓力12.5~13.5 MPa、pH值8.5~9.6、電導(dǎo)率≤15 μs/cm、硬度0 μmol/L的除鹽水，產(chǎn)生的高壓蒸汽溫度510~530℃、壓力（9.4±0.2）MPa、二氧化硅含量≤20 μg/L、Na＋≤5 μg/L、電導(dǎo)≤10 μs/cm。動(dòng)力站給水泵P-292206A、P-292206B為定速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，P-292207泵為電機(jī)驅(qū)動(dòng)＋液力耦合器調(diào)速，P-292208泵為蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。

1.2 存在問(wèn)題分析

給水泵運(yùn)行方式原設(shè)計(jì)為3開(kāi)1備，為達(dá)到節(jié)能降耗目的，調(diào)整為2開(kāi)2備。裝置正常運(yùn)行時(shí)，2臺(tái)給水泵能夠滿足運(yùn)行要求，但裝置向甲醇分公司及烯烴一套供汽時(shí)，鍋爐用水量增大，鍋爐汽包補(bǔ)水困難，汽輪機(jī)只能降負(fù)荷，影響裝置安全、高效運(yùn)行。裝置投運(yùn)以來(lái)，調(diào)速給水泵故障率高，長(zhǎng)期處于故障檢修狀態(tài)，制約了著裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，工藝波動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降低給水泵揚(yáng)程降低導(dǎo)致供水反頂，造成給水泵頻繁損壞，不得不進(jìn)行多次檢修，嚴(yán)重影響了正常的供水要求。

1.2.1 故障現(xiàn)象

給水泵故障主要表現(xiàn)一是驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封泄漏，二是軸向竄動(dòng)量大導(dǎo)致振動(dòng)值高達(dá)12 mm/s；1至9級(jí)葉輪、葉輪及殼體口環(huán)磨損；導(dǎo)葉套磨損；兩側(cè)軸承座變形；平衡盤(pán)、平衡套、平衡座磨損等。

P-292208解體發(fā)現(xiàn)存在密封環(huán)與葉輪之間間隙偏大很多，達(dá)到0.85~0.9 mm；導(dǎo)葉套與葉輪后軸頸之間間隙偏大很多，達(dá)到1.10~1.3 mm；平衡盤(pán)和平衡板磨損嚴(yán)重、平衡擋套偏磨、平衡襯套刺漏沖刷、推力軸瓦磨損嚴(yán)重、機(jī)封損壞漏水等。密封圈損壞、老化。

1.2.2 原因分析

P-292207、P-292208給水泵采用液力耦合器調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速存在滑差（1.5%~3%），調(diào)速不能及時(shí)跟蹤給水泵揚(yáng)程的變化，泵轉(zhuǎn)速只能達(dá)到2 900 r/min，揚(yáng)程低于定速泵，產(chǎn)生憋泵、出力不足現(xiàn)象，造成故障率偏高，三個(gè)多月就要檢修一次。P-292206A、P-292206B鍋爐給水泵為定速運(yùn)行，2014年以來(lái)出力良好，運(yùn)行可靠，故障率低。

當(dāng)裝置向甲醇分公司和烯烴一套裝置供汽時(shí)鍋爐負(fù)荷增加，用水量增大，若是2臺(tái)鍋爐給水泵運(yùn)行，則給水壓力偏低無(wú)法滿足供水需求，若是3臺(tái)給水泵運(yùn)行則給水母管壓力高，經(jīng)常造成汽泵憋泵，不僅給水泵故障率較高，而多開(kāi)1臺(tái)給水泵造成了動(dòng)力的浪費(fèi)，能耗偏高。主要原因是在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)汽輪機(jī)供汽量波動(dòng)考慮不足，導(dǎo)致給水泵揚(yáng)程不滿足系統(tǒng)壓力要求。

2 改造措施

2.1 新增1臺(tái)小流量高壓給水泵

根據(jù)裝置實(shí)際工藝要求，新增1臺(tái)小流量高壓給水泵，運(yùn)行方式為間歇啟動(dòng)。當(dāng)鍋爐供汽量增大，兩臺(tái)給水泵不能滿足工藝要求時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)小流量高壓給水泵補(bǔ)水。這樣，既能保證兩臺(tái)給水主泵（電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵＋汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)泵）穩(wěn)定運(yùn)行，又能保證甲醇分公司和烯烴一套正常供汽，確保化工裝置安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。

2.2 改液力耦合器調(diào)節(jié)為定速調(diào)節(jié)

根據(jù)操作積累的經(jīng)驗(yàn)，不需要在運(yùn)行過(guò)程中液耦調(diào)節(jié)給水泵的速度，所以將P-292207調(diào)速給水泵液力耦合器拆除改為高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可滿足正常運(yùn)行需求，并作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)正常轉(zhuǎn)速給水泵的備泵。

3 改造后效果

3.1 實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)低耗運(yùn)行

給水系統(tǒng)優(yōu)化改造完成后，徹底解決了動(dòng)力站供水系統(tǒng)給水泵故障率高的問(wèn)題，實(shí)施2＋1給水泵運(yùn)行方式，檢維修工作量明顯下降，裝置能耗顯著降低，確保了裝置安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

改造之前，三臺(tái)給水泵運(yùn)行（兩臺(tái)運(yùn)行無(wú)法滿足調(diào)峰的需求）能力過(guò)剩，其中定速給水泵電流為199 A，調(diào)速給水泵電流為184 A。運(yùn)行工況調(diào)整后，實(shí)施1臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)泵＋1臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵＋1臺(tái)小流量高壓給水泵運(yùn)行的模式。電機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵電流上漲至203 A，停用1臺(tái)給水泵節(jié)約用電1 590 kW·h/h，全年運(yùn)行按8 000 h、每kW·h按0.391元計(jì)算，則年可節(jié)約電費(fèi)497.35萬(wàn)元。

新增小流量給水泵每小時(shí)耗電315 kW·h，計(jì)算全年（間歇操作，保守按年運(yùn)行3 000 h計(jì)算）耗電費(fèi)用37萬(wàn)元。則預(yù)計(jì)年可以節(jié)約電費(fèi)460.35萬(wàn)元。

4 結(jié)論

煤化工裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行與設(shè)備優(yōu)化和管理緊密相關(guān)，通過(guò)對(duì)設(shè)備與工藝總體分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備配置不合理問(wèn)題，解決了裝置的運(yùn)行瓶頸，提升了裝置運(yùn)行安全可靠性和持續(xù)創(chuàng)效的能力，達(dá)到了節(jié)能降耗目的。