北疆電廠汽泵密封水回水改造建議

1、北疆電廠汽泵密封水系統(tǒng)改造建議天津國(guó)投北疆電廠一期21000MW機(jī)組汽動(dòng)給水泵密封水系統(tǒng)在機(jī)組啟、停運(yùn)過(guò)程中尤其是機(jī)組緊急停機(jī)或汽泵停運(yùn)過(guò)程中，由于密封水回水不暢，導(dǎo)致回水進(jìn)入小機(jī)油系統(tǒng)中，不但造成凝結(jié)水的大量損失，而且影響到了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文就其原因進(jìn)行了分析并給出了設(shè)備改造的具體解決方案和改造后的運(yùn)行控制措施。1、天津國(guó)投北疆電廠一期21000MW機(jī)組汽泵密封水系統(tǒng)簡(jiǎn)介天津國(guó)投北疆電廠一期工程安裝兩臺(tái)21000MW機(jī)組，上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)德國(guó)西門(mén)子技術(shù)生產(chǎn)的1000MW超超臨界汽輪機(jī)，型號(hào)為N1000-26.25/600/600（TC4F），汽輪機(jī)型式是超超臨界、一次中間再熱、

2、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)、采用八級(jí)回?zé)岢槠?。該機(jī)組所用的汽動(dòng)給水泵組為Sulzer公司生產(chǎn)的HPT 400-490-6s型汽動(dòng)給水泵、HZB 303-720型前置泵，技術(shù)規(guī)范分別為：給水泵規(guī)范：型號(hào)：HPT 400-490-6s型式：多級(jí)、臥式、雙殼體、筒形、全抽芯、離心式水泵轉(zhuǎn)速：5273r/min軸功率：16362kW流量：1596.3m3/h揚(yáng)程：3451m效率：85.9%制造廠家：Sulzer前置泵規(guī)范：型號(hào)：HZB 303-720轉(zhuǎn)速：1480r/min軸功率：718kW流量：1596.3m3/h揚(yáng)程：138.4m效率：83.7%必需汽蝕余量：6.2m制造廠家：Sulz

3、er該型號(hào)汽動(dòng)給水泵的密封系統(tǒng)為迷宮密封，主要原理是通過(guò)間隙控制泄漏的方式進(jìn)行汽動(dòng)給水泵的密封工作。汽泵密封水采用凝結(jié)水泵出口母管來(lái)水，在靠近泵組部位的注水管路中設(shè)置精細(xì)的濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾來(lái)保證密封水的純度；其回水與傳統(tǒng)布置的兩路略有不同：一路經(jīng)過(guò)密封水回水母管經(jīng)U形多級(jí)水封回凝汽器（無(wú)去地溝管路），另一路回到除氧器，詳見(jiàn)附圖一。密封水的泄漏溫度是采用對(duì)軸套中部注入密封水的方式來(lái)控制的，故對(duì)于注入用密封水的質(zhì)量應(yīng)維持有高潔凈度是基本要求。給水泵正常運(yùn)行期間，給水從泵進(jìn)口和泵的平衡腔室沿迷宮密封分別泄出；汽動(dòng)給水泵作為備用泵時(shí)，給水仍從迷宮密封向外泄漏0。各種運(yùn)行條件下，密封水壓力控制閥調(diào)節(jié)到迷宮密

4、封壓力至如下數(shù)值：密封水壓力=泄荷水壓力+0.1Mpa，凝結(jié)水以高于泄荷水0.1Mpa的控制壓力注入，壓力控制閥保持密封水與泄荷水之間的壓差在0.1Mpa，壓力閥必須安裝一個(gè)差壓控制執(zhí)行器，自動(dòng)執(zhí)行器信號(hào)取自于密封水和泄荷水上的接頭。每臺(tái)泵傳動(dòng)端和自由端兩只迷宮，各設(shè)一只壓力控制閥控制。為減少控制閥和迷宮密封之間的管道損失，控制閥應(yīng)盡可能的安裝在靠近給水泵處。北疆電廠汽泵密封水調(diào)節(jié)閥位置安裝在汽機(jī)房8.6米層，汽動(dòng)給水泵安裝在17米層。2、北疆電廠汽泵密封水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的主要問(wèn)題北疆電廠21000MW機(jī)組在調(diào)試期間，我們通過(guò)跟蹤發(fā)現(xiàn)汽動(dòng)給水泵密封水存在以下問(wèn)題： 汽泵泵組注水前，按照規(guī)定

5、應(yīng)先投入密封水，但密封水投入后僅靠至凝汽器的U形多級(jí)水封，無(wú)法確保回水暢通。在密封水調(diào)門(mén)開(kāi)度僅為2%時(shí)，汽泵軸端漏水嚴(yán)重，水通過(guò)汽泵油水隔離腔室的呼吸罩、放水小孔向外泄露，同時(shí)水進(jìn)入了汽泵軸承室，使?jié)櫥椭写罅繋?、油箱油位升高?機(jī)組抽真空過(guò)程中多級(jí)水封（現(xiàn)安裝在8.6 m）無(wú)法可靠密封，造成了軸承室向外跑油事故的發(fā)生，后聯(lián)系設(shè)計(jì)查明為多級(jí)水封（應(yīng)安裝在0m）安裝位置錯(cuò)誤。 汽泵緊急停止的情況下，同類(lèi)電廠多次出現(xiàn)密封水回水不暢現(xiàn)象，造成小機(jī)油箱中進(jìn)水，嚴(yán)重影響到汽動(dòng)給水泵、小機(jī)的正常安全運(yùn)行。根據(jù)同類(lèi)電廠經(jīng)驗(yàn)，我廠需要增設(shè)密封水排地溝電動(dòng)截門(mén)，以便在緊急停機(jī)時(shí)在較短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)密封水排地溝電

6、動(dòng)截門(mén)提供密封水排泄點(diǎn)，否則將導(dǎo)致大量密封水無(wú)法正常排泄，造成密封水進(jìn)入軸承室，使?jié)櫥椭写罅繋茐牧藵?rùn)滑油的油質(zhì)，影響到汽泵的再次啟動(dòng)和軸承、油動(dòng)機(jī)等重要零部件的安全運(yùn)行。3、汽泵密封水回水不暢問(wèn)題分析 根據(jù)汽泵密封水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，并結(jié)合汽泵密封水的構(gòu)造和功能，我們從以下幾個(gè)方面對(duì)該問(wèn)題產(chǎn)生的原因和影響展開(kāi)了認(rèn)真的分析：3.1運(yùn)行操作方面的原因經(jīng)過(guò)對(duì)汽泵密封水系統(tǒng)的原理和功能進(jìn)行仔細(xì)的研究分析后，我們認(rèn)為該迷宮式密封系統(tǒng)在汽泵正常運(yùn)行時(shí)，密封水回水通過(guò)回水母管、U型多級(jí)水封回收到凝汽器。同時(shí)汽泵的迷宮式密封裝置采用螺旋型構(gòu)造，當(dāng)汽泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水會(huì)沿著螺旋槽向汽泵內(nèi)部流動(dòng)。

7、而當(dāng)汽泵停運(yùn)以后，汽泵內(nèi)的鍋爐給水及密封水失去此動(dòng)力，因此全部向外部流出，此時(shí)只依靠U型多級(jí)水封回凝汽器已不能滿(mǎn)足排水需要。因此，必須及時(shí)打開(kāi)密封水至地溝的排放門(mén)進(jìn)行緊急排泄，如至地溝門(mén)不能及時(shí)打開(kāi)，就會(huì)造成大量的水沿軸向串至軸承中，導(dǎo)致小機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)中進(jìn)水。目前我廠無(wú)密封水至地溝的排放門(mén)，因此無(wú)法避免此種情況的發(fā)生。為確保汽泵緊急停運(yùn)時(shí)，及時(shí)打開(kāi)密封水排地溝截門(mén)，此密封水排地溝截門(mén)應(yīng)為電動(dòng)或氣動(dòng)門(mén)。3.2多級(jí)水封的安裝、制造從工作原理上來(lái)看，汽泵密封水多級(jí)水封的制造、安裝質(zhì)量問(wèn)題對(duì)密封水系統(tǒng)的正常運(yùn)行也有直接關(guān)系。分析看來(lái)，我們認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面的因素： （1）軸封的回水管、泄荷管、U多

8、級(jí)形水封槽尺寸及安裝位置：根據(jù)設(shè)計(jì)院圖紙和廠家資料，發(fā)現(xiàn)密封水進(jìn)水總管管徑為76mm，密封水支管管徑為38mm，密封水回水總管管徑為57mm，泄荷管管徑為57mm。U形多級(jí)水封安裝在0米，引出管至凝汽器汽側(cè)接口距U形水封槽的底部8.6米； （2）密封水壓力調(diào)整：汽泵密封水進(jìn)水通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，閥后壓力不宜過(guò)高，比汽泵前置泵的進(jìn)口壓力大0.09Mpa0.11Mpa即可，在回水母管上安裝的溫度表顯示溫度不能高于90。 （3）密封軸套與襯套間隙：如果間隙過(guò)大，就會(huì)造成密封水作用失效，無(wú)法保證密封效果；而間隙過(guò)小，又會(huì)造成動(dòng)靜部分的摩擦，導(dǎo)致泵芯損壞。 （4）泄荷水管道的隔離門(mén)誤關(guān)或閥芯脫落，都會(huì)造

9、成泄荷水無(wú)法正?；氐角爸帽眠M(jìn)口。從（圖一）我們可以看出，如果泄荷水不能正常回到汽前泵入口，那么汽泵密封水的泄荷水不可避免會(huì)增加到回U形水封的水量中去，造成密封水回水量大，導(dǎo)致回水不暢。 通過(guò)分析以上幾方面的因素，我們重點(diǎn)對(duì)導(dǎo)致密封水回水不暢的原因進(jìn)行了分析如下： （1）從調(diào)試跟蹤情況來(lái)看，汽泵密封水調(diào)節(jié)閥、泄荷水閥都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，操作過(guò)程得當(dāng)，因此對(duì)密封水產(chǎn)生的影響非常??；（2）由于我廠無(wú)密封水壓差(密封水壓力與泄荷水壓差)，只能根據(jù)密封水回水溫度進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)，無(wú)法做到精確控制，因此對(duì)密封水產(chǎn)生較大的影響； （3）從Sulzer汽泵的出廠記錄上來(lái)看，汽泵密封軸套與襯套的間隙為在要求范圍之內(nèi)

10、，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，由間隙產(chǎn)生的影響也可以排除； （4）通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝跟蹤調(diào)查，多級(jí)水封的安裝制造為電建單位自己施工制造，目前未查找到四級(jí)水封的計(jì)算書(shū)，現(xiàn)場(chǎng)管道直徑與設(shè)計(jì)相符。在實(shí)際安裝過(guò)程中，多級(jí)水封安裝位置錯(cuò)誤，因?yàn)闊o(wú)法保證密封水的回收，必須要求電建單位整改，并提供由其制造的多級(jí)水封的安裝制造、計(jì)算書(shū)，對(duì)于由此產(chǎn)生的影響個(gè)人認(rèn)為是問(wèn)題產(chǎn)生的主要因素。4、北疆電廠1000MW機(jī)組汽泵密封水系統(tǒng)改造建議4.1經(jīng)濟(jì)效益分析汽泵密封水系統(tǒng)回水不暢問(wèn)題產(chǎn)生了一系列不良的后果：不僅大量凝結(jié)水白白流失；更重要的是小機(jī)潤(rùn)滑油油質(zhì)得不到保證；現(xiàn)場(chǎng)文明生產(chǎn)和設(shè)備安全運(yùn)行系數(shù)都受到很大的影響。如果能夠順利

11、解決此項(xiàng)問(wèn)題，不僅能夠很好的避免由于密封水回水不暢導(dǎo)致的小機(jī)潤(rùn)滑油油質(zhì)惡化、機(jī)組安全系數(shù)、健康水平降低的實(shí)際問(wèn)題，為電廠節(jié)省可觀的費(fèi)用支出，還能夠更好的保證1000MW機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為接管好、運(yùn)營(yíng)好1000MW機(jī)組奠定良好的基礎(chǔ)。4.2改造方案 在進(jìn)行技術(shù)改造論證的同時(shí)，對(duì)同類(lèi)電廠、同類(lèi)型設(shè)備的使用效果也進(jìn)行了大量的調(diào)查研究，針對(duì)汽動(dòng)給水泵密封水控制原理？汽泵在停泵、啟動(dòng)泵前軸封密封水是否外漏等問(wèn)題與兄弟單位、設(shè)備廠家進(jìn)行交流，提出兩種改造方案：方案一：增設(shè)汽動(dòng)給水泵密封水回水至地溝電動(dòng)（氣動(dòng)）控制閥門(mén)，開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)自DCS系統(tǒng)，汽泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)，軸封密封水切換至直排地溝或直排凝汽器疏水?dāng)U容

12、器。此方案為大部分采用迷宮密封電廠的原始設(shè)計(jì)。方案二：安裝專(zhuān)門(mén)的密封水箱。密封水箱工作原理主要是采用浮球閥門(mén)式低位水箱，由于浮球閥門(mén)的關(guān)閉及凝汽器真空的作用，將低位水箱的水吸入凝汽器中，利用浮球閥門(mén)的打開(kāi)與關(guān)閉來(lái)保證凝汽器的真空不被破壞，水箱的工作原理就是利用大氣壓與凝汽器內(nèi)壓力的壓差來(lái)進(jìn)行工作的。首先把低位水箱安放在凝汽器坑內(nèi)靠近凝汽器附近即可，把低位水箱的出水口管子接到高出凝汽器最高水位1米左右的位置，利用凝汽器的真空，可以將水泵的重力回水吸入凝汽器中。單機(jī)600MW萬(wàn)電廠由于密封水回水不暢改至此方式的較多，如山東聊城、湖南襄樊電廠等；百萬(wàn)機(jī)組電廠中玉環(huán)電廠、寧海電廠、北侖電廠初設(shè)直接采用

13、此方式，建議我廠采用。4.3改造建議 由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試進(jìn)度的要求，汽泵密封水改造應(yīng)在不影響機(jī)組試驗(yàn)的前提下進(jìn)行施工，建議改造分兩步進(jìn)行。第一步：在密封水回水管道上增設(shè)一路排地溝管道及電動(dòng)截門(mén)，在多級(jí)水封前后各增設(shè)一手動(dòng)截門(mén)；為便于密封水的精確控制還應(yīng)在各密封水供水管道上增設(shè)密封水、泄荷水之間的差壓變送器。第二步：增設(shè)密封水回收水箱，將密封水回水（密封水回水壓力應(yīng)為微正壓）排地溝管道引至密封水回水箱，在水箱底部接管道經(jīng)過(guò)反向控制的浮球閥、電動(dòng)截止閥與凝汽器汽側(cè)(標(biāo)高3.504.00m處)相連，靠凝汽器的真空將水吸回凝汽器。水箱還設(shè)有溢流管、放水閥、就地水位計(jì)。改造后的密封水布置圖見(jiàn)附圖二反向浮球閥原

14、理：在水箱內(nèi)部裝一浮球，浮球用連桿與閥門(mén)相連，當(dāng)水箱水位升高時(shí)浮球上浮，與浮球相連的閥門(mén)就會(huì)開(kāi)大，直至水箱進(jìn)水與出水量相平衡；當(dāng)水箱水位下降時(shí)浮球下沉，與浮球相連的閥門(mén)就會(huì)關(guān)小，直至達(dá)到新的平衡點(diǎn)。通過(guò)這種調(diào)節(jié)方式來(lái)維持水箱的水位在一定的范圍內(nèi)，并且可以保證凝汽器真空。當(dāng)系統(tǒng)故障或檢修時(shí)，收集水箱的水不能進(jìn)入凝汽器，而從溢流管溢出。5、北疆電廠運(yùn)行中防止油中進(jìn)水運(yùn)行控制措施5.1小汽輪機(jī)正常運(yùn)行中，應(yīng)采取以下措施防止小汽輪機(jī)油中進(jìn)水。（1）密封水調(diào)節(jié)閥投入“自動(dòng)”，調(diào)節(jié)應(yīng)正常穩(wěn)定，保持差壓在90110kPa范圍內(nèi)，調(diào)整壓差時(shí)以就地密封水回水溫度為準(zhǔn)，且密封水回水溫度在5070 左右，回水室呼吸

15、器不冒汽水，水腔室排水口不排水（或有微量滴水），密封水回水與凝結(jié)水溫度一致說(shuō)明密封水壓力偏大；接近卸荷水溫度說(shuō)明密封水壓力偏小。（2）發(fā)現(xiàn)汽動(dòng)給水泵兩端密封水漏水，應(yīng)立即結(jié)合回水溫度與漏水情況調(diào)節(jié)密封水差壓。（3）汽動(dòng)給水泵密封水回水至凝汽器水封注水正常后水封放氣閥應(yīng)開(kāi)啟，以便回水暢通，注意放氣閥開(kāi)啟后應(yīng)不影響真空。（4）正常運(yùn)行中凝結(jié)水泵切換及凝結(jié)水壓力不穩(wěn)定時(shí)注意汽動(dòng)給水泵密封水的監(jiān)視及調(diào)整。（5）調(diào)節(jié)小汽輪機(jī)軸封壓力適當(dāng)，不向外冒汽。（6）調(diào)節(jié)小汽輪機(jī)油箱排煙風(fēng)機(jī)入口擋板，維持油箱內(nèi)負(fù)壓，而不致使汽動(dòng)給水泵軸承潤(rùn)滑油室內(nèi)的負(fù)壓過(guò)高。5.2當(dāng)小汽輪機(jī)跳閘后，應(yīng)立即進(jìn)行以下操作，防止小汽輪機(jī)

16、油中進(jìn)水（1）迅速派人到就地將汽動(dòng)給水泵密封水回水切換至地溝，此時(shí)注意監(jiān)視大機(jī)真空變化。（2）將汽動(dòng)給水泵密封水調(diào)整切手動(dòng)，并立即派人到就地檢查該汽動(dòng)給水泵兩端冒汽水情況，及時(shí)調(diào)整密封水差壓。（3）若汽動(dòng)給水泵密封水水源失去（凝結(jié)水壓力低于除氧器壓力），應(yīng)將汽泵泵組水側(cè)隔離。5.3機(jī)組正常運(yùn)行中汽動(dòng)給水泵組停運(yùn)時(shí)，防止小汽輪機(jī)油中進(jìn)水。（1）汽動(dòng)給水泵組停運(yùn)前將密封水回水由凝汽器切換至地溝，此時(shí)注意監(jiān)視大機(jī)真空變化。（2）在小汽輪機(jī)脫扣時(shí)密封水差壓調(diào)整切至手動(dòng)，派人到就地檢查該汽動(dòng)給水泵兩端不冒汽水。（3）汽動(dòng)給水泵前置泵停運(yùn)時(shí)，派人到就地檢查該汽動(dòng)給水泵兩端不冒汽水，否則及時(shí)調(diào)整密封水差壓，汽動(dòng)給水泵前置泵停轉(zhuǎn)后關(guān)閉密封水回水至汽動(dòng)給水泵