给水泵再循环阀门无法开启原因的分析及采取措施

2013-03-05马岩昕雷天鹏于振辉王芳军

黑龙江电力 2013年2期

马岩昕，雷天鹏，于振辉，马越，王芳军，徐冰

(黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司，黑龙江齐齐哈尔161000)

某电厂有2台300 MW供热机组，每台机组配置2台50%容量汽动给水泵及1台30%容量的启动备用电动给水泵。由于高压给水泵不允许在低于要求的最小流量下运行，允许的最小流量为额定流量的25%～30%，此时，若给水泵再循环阀门无法开启，则很容易引起给水泵汽化，影响给水泵的安全、经济运行［1］。对此，本文针对给水泵最小流量调节阀门打不开现象进行了分析，并采取了相应解决措施。

1 给水系统的组成及作用

某电厂2台机组均为哈尔滨汽轮机厂生产的C250/N300－16.7/537/537－73D型亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、反动、凝汽式汽轮机。

在300 MW汽轮机组的给水系统中，其主要设备有主给水泵、前置泵、小汽轮机、电动机、液力联轴器、高压加热器及管道、阀门等配套部件。给水泵组的基本配置是2台50%的汽动给水泵及其前置泵和1台30%的液力调速电动给水泵及前置泵(通常汽动给水泵运行，电动给水泵备用)。在机组启动时采用电动给水泵供水，机组负荷升至30%时切换至汽动给水泵运行。

在每台给水泵出口有1条从止回阀阀体接出的给水泵最小流量再循环管道，并配有相应的控制阀门等，以确保在机组启动或低负荷工况流经给水泵的流量大于其允许的最小流量。每根再循环管道都单独接至除氧器水箱。

2 给水泵设置再循环门及再循环管的作用

给水泵汽化的原因是给水流量小于规定的最小流量、自动再循环门失灵、未及时开启造成的。因此，高压给水泵不允许在低于要求的最小流量下运行，允许的最小流量约为额定流量的25% ～30%。否则会因给水泵内给水摩擦生成的热量不能全部带走，导致给水泵汽化;离心泵性能曲线在小流量范围内较为平坦，有的还有“驼峰”型曲线，会出现压力脉动引起所谓的“喘振”现象。为了避免这种现象的发生，给水泵都设置了自动再循环门及再循环管［2］。

给水泵启动前，如果给水泵的工作流量小于最小流量，就应该开启给水泵出口再循环阀。再循环阀的开启，使多余流量通过再循环管道回到除氧器的给水箱内，这样，一方面满足了锅炉的需要，另一方面保证了给水泵的工作流量大于最小流量。为了节电，一般根据给水泵负荷(电流)的大小确定再循环水阀的相应开度［3］。

3 给水系统运行中存在的问题

某电厂300 MW供热机组配备有电动给水泵最小流量调节阀以及1号、2号汽动给水泵最小流量调节阀(3只)。运行中经常出现最小流量调节阀关闭后打不开等异常现象，使给水泵不能正常工作，降低了给水泵运行的可靠性。

给水泵最小流量调节阀门在使用中存在较严重的冲刷漏泄、调节阀阀芯密封件损坏、阀笼冲刷等现象，主要原因是最小流量调节阀门开启瞬间压力过高，使最小流量调节阀门被冲刷，导致最小流量调节阀门无法正常工作。

出现异常情况如下:

1号机组于2007年投产，运行至2008年5月17日，出现1号、2号汽动给水泵最小流量阀低负荷时打不开现象。2008年6月3日，对1号、2号汽动给水泵最小流量阀更换密封组件。1号机组小修后，在开机过程中发现1号、2号汽动给水泵最小流量调节阀打不开，于2009年8月10日对其进行检查，发现密封件已损坏，同时上阀笼冲刷严重，如图1所示。冲刷严重的最小流量阀阀芯组件如图2所示。

当1号、2号汽动给水泵最小流量阀前隔离门关闭时，1号、2号汽动给水泵最小流量调节阀能够开、关;当1号、2号汽动给水泵最小流量阀前隔离门打开时，1号、2号汽动给水泵最小流量调节阀仍就打不开。

图1 冲刷严重的最小流量阀上阀笼

图2 冲刷严重的最小流量阀阀芯组件

由于密封组件价格昂贵(1套为3万元左右)，更换整套组件会造成较大的浪费。最小流量调节阀关闭后打不开会使给水泵最小流量阀不能正常工作，降低了给水泵运行的可靠性，因此，更换给水泵最小流量调节阀十分必要。

4 改造方案及实施

为了保证给水泵最小流量调节阀门在任何情况下都能开启，建议采用新型最小流量调节阀，在最小流量阀前加装节流保护装置。

大差压阀门专用降压防气蚀保护装置具有防冲蚀气蚀功能，可使普通阀门像进口阀门一样具有防冲蚀气蚀功能，能有效延长阀门使用寿命。新型最小流量调节阀门采用迷宫原理设计，利用多个盘片上的小通道进行续步降压，无论最小流量调节阀门开度大小，高压给水通过每个通道都限制在30 m/s以下，有效减轻阀塞与阀座密封面的冲刷，延长了最小流量阀的使用寿命，避免了因阀盖水室密封圈磨损在阀杆提升过程中产生的额外压力，影响最小流量调节阀门开启。

在最小流量调节阀前加装节流保护装置，最小流量调节阀前压力降低到2 MPa，减轻了对最小流量调节阀的冲刷，延长了最小流量调节阀的使用寿命。在1号、2号机给水泵最小流量调节阀门前加装降压防气蚀保护装置，可有效提高机组经济运行能力。因此，决定将给水泵最小流量调节阀改为大压差调节阀及在最小流量调节阀前加装节流保护装置。

在2009年1号机组大修期间，将给水泵最小流量调节阀改为大压差调节阀，在给水泵最小流量调节阀前加装了节流保护装置，试验效果显著，未发生最小流量调节阀打不开的现象。故此，建议在2号机组上使用节流保护装置。