给水泵密封水系统优化设计

第3l卷第3期湖南电力HUNANELECTRICPOWER2011年6月doi：10．3969／j．issru1008—0198．2011．03．014给水泵密封水系统优化设计宰军。罗建军。朱科(湖南省电力勘测设计院，湖南长沙410007)摘要：针对给水泵密封水系统回水不畅等问题，对给水泵密封水系统的水封装置进行优化设计，并在长沙电厂和金竹山--_期得以应用，目前运行情况良好。关键词：给水泵；密封水系统；水封中图分类号：TN621．7文献标识码：B文章编号：1008—0198(2011)03—0045—03电站给水泵密封水的正常回收是令许多电厂头痛的问题，该系统运行稳定与否将影响给水泵组和凝汽器的正常运行，主要表现在⋯：(1)不能实现随机组的启、停而自动投、退，增大了启、停机时的工作量，延长了启、停机时间；(2)密封水回水不畅，导致密封水回水进入给水泵润滑油系统中，使油质恶化，影响给水泵运行效率，情况严重时将危害机组的正常运行；(3)在运行中密封水系统工作状态不直观，因工作异常容易导致给水泵润滑油被吸入密封水回水而进入凝汽器，影响电厂水和蒸汽的品质；(4)水封投、停时操作繁琐，尤其在投人时，需注水、排空气等一系列操作，给运行人员增加了工作量，而且操作不容易把握，给机组正常运行带来隐患。如果问题得不到合理解决，将大大降低机组的运行经济性和安全性。为了防止给水泵密封水系统发生故障，破坏凝汽器的真空或影响凝汽器的水质等情况出现，不少电厂在机组运行时将给水泵的密封回水直接排人循环水坑，以保证机组的正常运行。这样操作虽然能免除密封水回水不畅等问题，但很多优质的除盐水将被浪费掉，以1台600MW机组为例，每台汽动给水泵的密封水流量为6t／h，每台机组按4500h的年运行时间来算，则2台汽动给水泵每年将浪费5．4×104t除盐水，这显然与我国目前提倡的“节能减排”的基本政策不符。所以如何科学合理地设计给水泵密封水系统，使其在不影响机组正常运行的前提下，完全地回收密封水具有重要的现实意义。1常见电厂密封水系统设计情况为了满足社会经济发展的需求，湖南省内已经收稿日期：2011-01·29改回日期：2011．o3-22建成一批大型火电机组，其给水泵组轴封型式及密封水水源统计见表1，2。表1湖南省各电厂给水泵轴封型式统计表表2湖南省各电厂给水泵密封水水源统计表电厂给水泵组轴端一般为机械密封或迷宫密封2种型式，机械密封的密封水通常取用闭式循环冷却水，而迷宫密封的一般取用凝结水作为密封冷却水。2种密封型式取用不同的冷却水源，是由于这2种密封型式的结构决定的。·45·第31卷第3期湖南电力2011年6月机械密封工作时动、静环2个密封面由泵体自身内部的水进行润滑，机械密封冷却水，只是为机械密封水服务的一路水源，用来带走吻合面摩擦产生的热量。由于通过动、静环的节流作用，机械密封腔体外的压力远小于腔体内的压力，闭式循环水的工作压力约为0．55MPa，已经足够用来密封动静环间的泄漏。凝结水系统工作压力约为3MPa，用来作为机械密封的冷却水源，可以通过调节阀来控制压力，从设计要求的角度来看也能满足密封水压力要求，但密封水冷却水的回水，由于没有足够的压头，不能直接排人凝结水管道，为了回收这部分的水资源就需要设置一套水封装置，将密封冷却水引入凝汽器回收，系统相对较复杂，一般没有电厂采用这种设计方式。泵轴端采用迷宫密封工作时，密封冷却水接人密封衬套内，一部分密封冷却水与泵体内高温水混合成卸荷水，一部分则形成无压回水排出泵体外。迷宫密封的卸荷水一般接人前置泵入口管道，这种设计方式要求卸荷水的水压必须大于前置泵人口管道压力。前置泵人口管道运行压力一般约为1．3MPa，而闭式循环水的运行压力不超过1MPa，满足不了迷宫密封冷却水的压力要求，只能选择压力较高的凝结水来作为迷宫密封的冷水源。当给水泵轴端采用迷宫式密封时，为节约除盐水，迷宫密封的无压回水通常被设计为接入凝汽器回收。为了保证运行时密封水能顺畅的被凝汽器回收，同时防止影响凝汽器真空，需在给水泵密封水回水与凝汽器之间设置一套水封装置或采取其它措施，回水是否顺畅，水封装置或类似元件的设计就是其中的关键。2常见密封水水封型式】2．1单级水封单级水封的原理较为简单。凝汽器负压运行，假设其运行背压为6kPa(a)，约一0．095MPa(g)，凝汽器所能造成的虹吸水柱高度约为9．5m，理论上采用单级水封，给水泵密封水回水水柱高度10m即可保证凝汽器真空不会破坏。实际运行时由于水位波动等原因，水封的高度需要更高一些，通常水柱高度设计为12～13m。但是这种水封管一般在工程初期就需要预埋套管，而且电厂中凝汽器一般布置在零米层，凝汽器上开孔的位置不能随意布置，这种方式在设计完成后可修改的余地不大。由于单级水封占地很小，而且制作简单、安装