给水泵密封水回水多级水封装置改造_洪立

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4 结论
火电机组改造中采用有限元软件对引风机支架 平移方案中可能出现的工况进行模拟仿真，能为方
在实际工程中考虑水封筒阻力及实际有效水头高度等因素水封筒的设计高度都会有一多级水封装置存在的问题惠来电厂1000mw超临界机组工程设计的给多级水封装置设计施工示意水泵密封水回水多级水封装置为三级四级复合多级水封它可通过一个手动截止阀进行切换这样既能充分保证多级水封筒的总有效高度的要求也提高了运行方式的灵活性若给水泵密封水回水不为该厂多级水封装置设计施工h130mh228mh332m图图中h450m该水封装置理按照四级水封粗略计算论上能产生的最大水头为30283250140m
第 37 卷 第 3 期 2015 年 3 月
华电技术 Huadian Technology
Vol． 37 No． 3 Mar． 2015
给水泵密封水回水多级水封装置改造
洪立，王晓文
（ 广东粤电靖海发电有限公司，广东 惠来 515200）
摘 要： 介绍了惠来电厂 1 000 MW 超临界机组汽动给水泵密封水回水多级水封装置的工作原理，分析了多级水封装置
［2］吕红缨． 水封高度的一种计算方法［J］． 电力高等专科学 校学报，2005，10（ 4） ： 11 － 18．
（ 本文责编： 王书平）
利用惠来电厂 #4 机组停机消缺的机会，根据制
订的改造方案对给水泵密封水回水多级水封装置进 行了改造。改造后，#4 机组给水泵密封水得到了回
作者简介： 洪立（ 1983—） ，男，湖北公安人，工程师，从事火力发电
第3 期
洪立，等： 给水泵密封水回水多级水封装置改造
·33·
控制阀，启动前使该区域形成空气区，以保证二级水 封筒运行正常。
收，凝汽器真空度保持在 － 95 kPa 左右，真空度严密 性试验结果为每分钟下降 0． 136 kPa （ 评价结果为 良） ，达到了预期效果，同时解决了机组运行中多级 水封装置不能解列检修的问题。
图 1 给水泵密封水系统示意图
真空泵停运后，凝汽器真空度快速下降，无法维持正 常值，只能终止试验，真空度下降速度约 1 kPa / min， 远远达不到 DL / T 932—2005《凝汽器与真空系统运 行维护》规定的要求： “机组容量大于 100 MW，真空 度下降速度小于 0． kPa / min”。当 2 台给水泵密 封水回水排地沟时，在关闭密封水回水至多级水封 手动门后，凝汽器真空度快速上升至 － 94． 2 kPa，再 次 做 真 空 系 统 严 密 性 试 验，真 空 度 下 降 速 度 约 0． 13 kPa / min，达到了 DL / T 932—2005《凝汽器与真 空系统运 行 维 护 》的 规 定 值。 这 说 明，多 级 水 封 装 置外壳密封性是完好的，但给水泵密封水回水中大 量空气通过多级水封装置进入到凝汽器，多级水封 装置失去水封的作用。
p1 = p0 + ρgh ，
（ 1）
式中： p1 为给水泵密封水回水压力，MPa； p0 为凝汽
器内绝对压力，MPa； ρ 为水的密度，kg / m3 ； g 为重力
加速度，m / s2 ； h 为水封筒有效水头高度，m。
假设 p1 = 0． 103 MPa，p0 = 0． 005 MPa，通 过 式
2 给水泵密封水系统
惠来电厂 #3，#4 机组配置的汽动给水泵轴端 采用水力节流轴封，密封水取自凝结水泵的出口，经 过滤器及调节阀后注入给水泵两侧的密封体。密封 水回水分为两路： 一路有压回水进入汽动给水泵前 置泵进口滤网前，又称卸荷水； 另一路无压回水排地 沟或经过多级水封装置进入凝汽器疏水扩容器。密 封水量设计为 7 t / h，给水泵密封水系统示意如图 1 所示。
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案的选择和实施提供较好的理论依据，为项目的顺 利实施奠定坚实的基础。该项目目前已顺利实施， 实施结果表明，相比于传统先拆后装的方法，火电机 组钢结构引风机支架平移能缩短工期 50% 以上，节 省专项投资约 60% 。相关研究结果若能在既有电 厂锅炉检修项目中顺利推广，其产生的经济效益、社
（ 2） 在图 3 中标注的②为原设计的“启动水位 控制阀”未安装，在机组调试运行中，当水封装置投 入时，注水阶段运行人员无法判断水封筒内水位，使 得水封筒内水位过高或过低，导致水封装置不能正 常工作，影响凝汽器真空系统。
4 多级水封装置存在的问题
惠来电厂 1 000 MW 超临界机组工程设计的给 水泵密封水回水多级水封装置为三级、四级复合多 级水封，它可通过一个手动截止阀进行切换，这样既 能充分保证多级水封筒的总有效高度的要求，也提 高了运行方式的灵活性 （ 若给水泵密封水回水不 畅，可考虑将四级水封切换成三级水封，降低水封装 置的总水头） 。图 3 为该厂多级水封装置设计施工 图，图 中，h1 = 3． 0 m，h2 = 2． 8 m，h3 = 3． 2 m， h4 = 5． 0 m，按照四级水封粗略计算，该水封装置理 论上能产生的最大水头为 3． 0 + 2． 8 + 3． 2 + 5． 0 = 14． 0 （ m） 。
厂运行管理工作（ E-mail： hongli97@ 163． com） 。
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（ 上接第 28 页） 由表 5 数据计算可以得出，第 8 轴重物承载器
参考文献：
对基础的平均作用力最大，为（ 265 430 + 166 990 + 96 032 + 518 342） × 10 － 6 ÷ （ 0． 6 × 12） = 0． 145 MPa， 其中第 5 轴第 5 个重物承载器对基础的作用力最
水封筒阻力及实际有效水头高度等因素，水封筒的
设计高度都会有一定的裕度。
内水柱会发生变化产生水头，各级水封筒的有效水头 高度之和为该水封装置的总有效水头高度。
由于设计、安装等原因，该水封装置运行中存在 以下问题。
（ 1） 在图 3 中标注的①为水封装置三级水封筒 与四级水封筒上部的放气管道连接在一起，共用一 个放气手动门。运行中三级水封筒与四级水封筒内 压力一致，此时四级水封筒内不能产生水头，第 3 段 水封失去作用，此时水封装置理论上能产生的最大 水头为 10． 8 m。考虑现场各种因素，在 机 组 运 行 中，水封装置实际有效水头高度会小于必需水头的 高度（ h = 10 m） ，这将会导致水封被破坏，给水泵密 封水回水内气、水混合物直接进入凝汽器，影响真空 系统。
为了保证机组的经济性，运行人员不得不将给 水泵密封水回水外排至地沟，浪费了大量的除盐水， 单台给水泵密封水量为 7 t / h，1 台机组给水泵密封 水量为 14 t / h。因此，必须对给水泵密封水回水多 级水封装置进行改造。
3 多级水封工作原理
水封装置是利用水封筒内水柱的高度差平衡给 水泵密封水回水管道（ 一般为大气压） 与凝汽器之
5 改造方案
根据上述情况，制订了以下改造方案。 （ 1） 水封装置三级水封筒与四级水封筒的放气 管道分隔开，独立接管，如图 4 所示，以保证四级水 封筒能正常工作，起到水封作用。 （ 2） 按原设计图安装启动水位控制阀及其管 道，水封装置注水放气后，开启启动水位控制阀，保 证水封筒内上方空间为空气区域。在二级水封筒与 三级水封筒连通管道上加装 1 个放气阀及 1 个水位
水封装置工作过程如下： 凝汽器在抽真空前，先关 闭水封装置进口阀，开启注水阀和放气阀，注满水后关 闭放气阀和注水阀，然后开启水位控制阀，至放不出水 为止，关闭水位控制阀和放气阀，再打开进口阀，此时 水封筒内水柱上方为空气。凝汽器抽真空后，水封筒
图 3 多级水封装置设计施工示意
（ 3） 在机组运行过程中，若水封装置出现故障， 失去水封作用，势必会影响到凝汽器真空系统，但水 封装置出口与凝汽器连接管道上未设计相关阀门进 行隔离，无法对水封装置进行检修。为了维持凝汽 器真空系统，保证机组的经济性，运行人员只能将给 水泵密封水回水排地沟，造成大量的除盐水浪费。
设计、安装及运行过程中存在的问题，制订了可行的改造方案并予以实施，解决了给水泵密封水回水长期不能回收的
问题。
关键词： 1 000 MW 超临界机组； 给水泵； 密封水； 多级水封； 改造
中图分类号： TK 223． 5 + 2
文献标志码： B
文章编号： 1674 － 1951（ 2015） 03 － 0031 － 03
7 结论
图 4 多级水封装置改造后示意
（ 3） 在多级水封装置出口至凝汽器管道上加装 1 个手动截止阀，在机组运行中，若水封装置出现故 障，可关闭 该 手 动 截 止 阀，将 多 级 水 封 装 置 隔 离 检 修。若水封装置发生水封破坏，也可关闭多级水封 出口至凝汽器手动截止阀，重新注水放气后，再投入 水封装置运行。
机组在调试运行期间，当给水泵密封水回水经 多级水封排至凝汽器进行回收时，凝汽器真空度偏 低（ 约 － 92． 0 kPa） ，达 不 到 凝 汽 器 真 空 度 设 计 值 （ － 95． 2 kPa） 。当做真空系统严密性试验时，在所有
收稿日期： 2014 － 08 － 08； 修回日期： 2014 － 12 － 09
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大，为 0． 526 268 ÷ （ 0． 6 × 1） = 0． 877 MPa，方案中在 轨道下方浇筑了素混凝土垫层并铺设了钢板，因此， 地基承载力能满足规范强度要求。
6 改造实施
给水泵密封水回水多级水封工作异常，可能会 导致密封水回水不畅、给水泵润滑油带水乳化、凝汽 器真空度下降等，因此必须引起足够重视。在机组 建设和安装阶段，应仔细核对设计图纸，进行必要的 理论校对，并要求施工单位严格按照设计图纸施工， 确保机组调试阶段设备运行可靠。
参考文献：
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（ 1） 可计算出水封筒水头高度
h
=
（ 0． 103 － 0． 005） 9． 8 × 103
× 106
= 10 （ m）
。
对于多级水封，各级水封筒的有效水头高度之
和必须大于 h，否则凝汽器负压会将水封筒的水抽
干，水封筒失去水封作用，密封水回水带有的空气直
接进入凝汽器，影响真空系统。在实际工程中，考虑
1 问题的提出
惠来电厂一期工程 2 × 1 000 MW 超临界机组每 台机组配有 2 台容量为 50% 锅炉最大连续蒸发量 （ BMCＲ） 的汽动给水泵，驱动装置为东方汽轮机有 限公司生产的 G22 － 1． 0 型锅炉给水泵汽轮机，给 水泵为山东荏原博泵泵业有限公司引进的 HDB 型 多级离心泵。给水泵密封水回水经多级水封装置排 至凝汽器进行回收。在机组调试运行期间，出现了 凝汽器真空度偏低、真空系统严密性试验不合格的 问题。在给水泵密封水回水排地沟时，凝汽器真空 度会逐渐升高至正常值且真空系统严密性试验结果 为良。为了维持凝汽器真空度，保证机组的经济性， 运行人员长时间将给水泵密封水回水排地沟，造成 大量的除盐水浪费，增加了运行成本。为此对给水 泵密封水回水多级水封装置进行了改造，回收了给 水泵密封水，避免了除盐水的浪费。
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华电技术
第 37 卷
间的压差，同时利用水封筒内的水柱将凝汽器与外 界空气隔离，以 防 止 空 气 漏 入，影 响 凝 汽 器 真 空 系 统。它与单级水封相比，多级水封降低了水封筒的 高度，减少了水封筒埋地的深度［1］。图 2 为多级水 封管路示意图。
图 2 多级水封管路示意
根据 水 封 的 原 理 可 知，给 水 泵 密 封 水 回 水 压 力为［2］