...B系列高压锅炉给水泵组前置泵机械密封
谌丽++吴春潮
摘 要：针对汽动给水泵密封水回水不畅的问题，分析原因，提出改造方案和措施，改造后取得良好效果，并提出了改造后汽动给水泵在运行、跳闸、停运状态下防止油中进水的密封水控制措施。
关键词：汽动给水泵；密封水回水不畅；改造控制
中图分类号：TK264.1+2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0044-02
某厂一期2×1000MW机组汽动给水泵密封水系统在机组启、停运过程中尤其是机组紧急停机或汽动给水泵停运过程中，由于密封水系统回水不畅，导致回水进入小机油系统中，造成小机润滑油油质乳化，降低小机轴瓦润滑效果，影响到了小汽轮机的安全稳定运行。本文就其原因进行了分析，提出了汽动给水泵密封水系统的改造方案和措施，经改造后效果良好，同步提出了改造后汽动给水泵在运行、跳闸、停运状态下防止油中进水的密封水控制措施。
1 某厂一期2×1000MW机组汽动给水泵密封水系统简介
某厂一期工程安装两台上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的1000MW超超临界汽轮机，型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），汽轮机型式是超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。该机组所用的汽动给水泵组为Sulzer公司生产的HPT 400-490-6s型汽动给水泵、HZB303-720型前置泵，该型号汽动给水泵的密封系统为迷宫密封，其主要的工作原理是利用间隙控制泄露的方法来实现气动给水泵的密封功能。
系统正常运行时，密封水会分两路从给水泵的平衡腔室和前置泵进口顺着迷宫密封泄出（如图1）；在把汽动给水泵用作备用泵的情况下，密封水会沿着迷宫密封泄出。每台泵都会有两只迷宫，分别在自由端和传动端，每只迷宫各有一只压力控制阀，压力控制阀尽量安装在靠近水泵的地方，这样可以降低从控制阀到迷宫密封之间的管损。某电厂汽动给水泵密封水调节阀位置安装在汽机房8.6米层，汽动给水泵安装在17米层。
2 某厂汽动给水泵密封水系统运行过程中存在的主要问题
某电厂2×1000MW机组在调试期间，我们通过跟踪发现汽动给水泵密封水存在以下问题：
（1）汽动给水泵泵组注水前，按照规定应先投入密封水，但密封水投入后仅靠至凝汽器的U形多级水封回水，无法确保回水畅通。在密封水调门开度仅为2%时，汽动给水泵轴端漏水严重，水通过汽动给水泵油水隔离腔室的呼吸罩、放水小孔向外泄漏，同时水进入了汽动给水泵轴承室，使润滑油中大量带水、油箱油位升高。（2）多级水封安装位置错误。施工单位将多级水封安装在汽机房8.6m（设计在0m），机组抽真空过程中多级水封无法可靠密封，造成了轴承室向外跑油事故的发生。（3）根据同类电厂经验，某厂需要增设密封水排地沟电动截门，以便当设备需要紧急停机时，可以在短时间内达到密封水的排泄点，从而扭转密封水不能正常排泄的局面。密封水不能正常排泄就会进入轴承室，渗透到润滑油中破坏油质，影响到设备的轴承、油动机等重要零部件的使用寿命和安全运行。
3 汽动给水泵密封水回水不畅问题分析
我们可以根据以往运行中的汽动给水泵的密封水系统出现的各种问题，再结合该系统的功能及构造，从以下两个方面对产生回水不畅的原因进行了具体的分析：
3.1 运行及操作方面
通过对该系统的功能和原理认真研究和分析发现：该汽动给水泵属于迷宫式密封系统，在正常运行时的密封水由回水母管流至U型的多级水封，再由多级水封回收到凝汽器里。而当系统停止运行时，锅炉给水就会因失去抑制动力全部流出，密封水也是如此，这时单单靠U型多级水封收集回凝汽器已远远不能满足排水的需要，某厂原有的无密封水排放至地沟的排放门，无法避免此种情况的发生。因此，为确保汽动给水泵紧急停运时不发生密封水回水不畅造成油中进水的情况，应设计密封水回水快开排地沟截门（电动或气动门）。
3.2 设备、系统方面
为了更深一步挖掘排水不畅的原因，我们跟踪调查了还有可能导致密封水回水不畅的原因：（1）从调试情况来看，该给水泵的泄荷水阀和密封水调节阀状态良好，操作过程得到，正常运行。（2）由于无密封水压差（密封水压力与泄荷水压差），只能根据密封水回水温度進行简单调节，无法做到精确控制、精确调节。（3）从Sulzer汽动给水泵的出厂记录上来看，汽动给水泵密封轴套与衬套的间隙为在要求范围之内，结合实际运行情况，由间隙产生的影响也可以排除。（4）通过对现场设备的安装跟踪调查，多级水封的安装制造为施工单位自己加工，目前未查找到四级水封的计算书，现场管道直径与设计相符。在实际安装过程中，多级水封安装位置错误，因此无法保证密封水的回收，由此产生的影响是问题产生的主要因素。要求必须施工单位整改，并提供由其制造的多级水封的安装制造、计算书。
4 某电厂1000MW机组汽动给水泵密封水系统改造
4.1 改造的必要性
汽动给水泵密封水系统回水不畅问题产生了一系列不良的后果：严重影响小机润滑油油质，威胁小机轴瓦、轴颈的运行安全；由于小机润滑油、调节保安油均来自小机油箱，油中含水可能造成调节保安系统部件锈蚀、卡涩，严重威胁小机的安全运行；造成凝结水白白流失，增大工质损失；对现场文明生产有不良影响。
该问题如可以顺利解决，将能够完美避免因密封水的回流不畅造成小机的润滑油变质或者恶化，还可以保证整个机组的安全系数、减缓机组的健康水平下降等实际的问题，还能够更好的保证1000MW机组的安全稳定运行。
4.2 改造方案
针对汽动给水泵密封水控制原理、汽动给水泵在启停泵前密封水是否外漏等问题，对各地同类型电厂中使用的同类型的机组使用效果进行了大范围的调查和研究后提出以下改造的方案：endprint
方案一：增设汽动给水泵密封水压差控制信号、密封水回水至地沟电动或气动控制阀门，开关信号来自DCS系统，汽动给水泵转速降低时，轴封密封水切换至直排地沟或直排凝汽器疏水扩容器。此方案为大部分采用迷宫密封电厂的原始设计。方案二：增设汽动给水泵密封水压差控制信号、密封水回水至地沟电动或气动控制阀门，开关信号来自DCS系统。安装专门的密封水箱，利用大气压与凝汽器内压力的压差将低位水箱的水吸入凝汽器中，利用调节阀的控制低位水箱液位保证凝汽器的真空不被破坏。
经调研其他同类型电厂改造情况，并经进行技术改造论证，最终采用方案二进行改造。
5 改造后某厂防止小汽轮机油中进水的密封水控制措施
5.1 小汽轮机正常运行中，密封水应采取以下措施防止小汽轮机油中进水
（1）密封水调节阀投入“自动”，调节应正常稳定，保持差压在90～110kPa范围内，调整压差时以就地密封水回水温度为准，且密封水回水温度在60～70℃ 左右，回水室呼吸器不冒汽水，水腔室排水口不排水（或有微量滴水），密封水回水与凝结水温度一致说明密封水压力偏大；接近泄荷水温度说明密封水压力偏小。（2）发现汽动给水泵两端密封水漏水，应立即结合回水温度与漏水情况调节密封水差压。（3）正常运行中凝结水泵切换及凝结水压力不稳定时注意汽动给水泵密封水的监视及调整。
5.2 机组正常运行中汽动给水泵组停运时，应对密封水进行以下操作，防止小汽轮机油中进水
（1）调整汽动给水泵密封水回水箱至凝汽器调门开度，注意监视大机真空变化。（2）在小汽轮机脱扣时密封水调节门切至手动，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水。（3）汽动给水泵前置泵停运时，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水，否则及时调整密封水差压，汽动给水泵前置泵停转后关闭密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的泄荷阀。（4）汽动给水泵组需放水消压时，待系统消压后才能停运密封水。
5.3 机组正常运行中汽动给水泵组投运时，应对密封水进行以下操作，防止小汽轮机油中进水
（1）先投入汽動给水泵密封水，再对系统进行注水。（2）启动汽动给水泵前置泵前，打开密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的泄荷阀。启动时派人到就地检查汽动给水泵两端不冒水。（3）小汽轮机冲转时，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水，否则及时调整密封水差压。
参考文献：
[1]宰军，罗建军，朱科.给水泵密封水系统优化设计[J].湖南电力，2011（6）.
[2]吕峰，邢亚捷，陈焱，等.给水泵密封水回收异常分析及系统改造方案[J].电站系统工程，2013（9）.
[3]欧伙明.给水泵汽轮机驱动汽源系统设置分析及优化[J].科技创新与应用，2015（21）：123-124.endprint
