600 MW机组给水泵密封水问题分析及对策

赵世伟，许 飞，王川川

（国电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467312）

600 MW机组给水泵密封水问题分析及对策

赵世伟，许 飞，王川川

（国电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467312）

艾伦发电厂2×600 MW机组给水泵密封水系统运行中存在真空泄漏、溢流等问题，通过对相关问题进行系统分析，对密封水系统运行方式进行了优化，并对系统进行了一定的技术改造，彻底解决了密封水系统存在的问题，保证了机组安全稳定经济运行。

给水泵；密封水；分析；优化

0 引言

艾伦发电厂是我国整套出口土耳其的首台600 MW超临界燃煤机组，2008年5月开工建设，2010年12月竣工。机组投产后，由于给水泵密封水回收系统存在设计缺陷，运行方式不合理，造成密封水回收水箱真空泄漏、密封水回水长期溢流等问题，严重影响整个机组的安全性和经济性。以下就相关问题进行了分析，提出系统优化和技术改造方案，彻底解决了困扰给水泵密封水系统存在的问题，收到了良好的经济效益和社会效益。

1 系统概况

艾伦发电厂超临界燃煤机组配置2台50%额定容量汽动给水泵和1台30%额定容量电动给水泵，汽动给水泵为上海电力修造总厂生产的离心泵，型号为HPT300-340-6S，泵体主要由芯包、内外泵壳、水力部件、中间抽头、平衡装置、轴承、轴封以及泵座等部件组成，转子是SULZER公司生产的刚性转子，具有较高的机械可靠性。

汽动给水泵以及电动给水泵的轴端密封均为迷宫式密封，通过间隙控制泄漏量的方式密封给水泵，迷宫式密封原理[1]如图1所示，密封瓦内装有固定衬套注射密封水卸荷型迷宫密封元件，保证给水泵正常运行时密封水不进入泵内，而泵内高温高压给水不外泄[2]。给水泵密封水水源来自凝结水泵出口母管，总管路上设置有密封水精细滤网，保证密封水的洁净度。密封水回水分为2路：一路经过密封水回水母管自流至低位回收水箱，另一路回到给水泵前置泵进口电动门前的给水管道，随除氧器给水进入前置泵。2台汽动及电动给水泵密封水回水共用1个回收水箱，水箱布置在汽机房0 m地面以下凝汽器坑内，水箱与大气相通，如图2所示。密封水回水通过调门控制水箱水位，靠凝汽器真空通过喷嘴进入高低压凝汽器水面上部，如图3所示。本系统设计工况适应性强，机组负荷及凝汽器真空变化时可以很好地适应工况变化，不存在密封水回水不畅造成给水泵轴承油中进水[3]、密封水中进油等问题，而且系统简单、操作量小、维护及检修等都比较方便[4]。

图1 给水泵密封原理

图2 密封水回收系统

图3 密封水回凝汽器喷嘴管与管道现场照片

2 异常问题分析

艾伦发电厂2台机组自投产以来，由于给水泵密封水回收系统本身设计存在缺陷加上运行方式不合理，造成密封水回收水箱向凝汽器泄漏真空以及密封水长期溢流问题，严重影响了机组的安全性、经济性。通过对给水泵密封水回收系统存在的问题进行深入分析，最终找出彻底解决问题的方案。

2.1 系统设计问题

密封水回收水箱是否泄漏真空，水箱水位控制是关键，因此对回收水箱水位控制的可靠性要求较高。现场检查发现1套水位测点设计不合理，水位异常时容易造成凝汽器真空泄漏，无法保证机组安全运行；水位调整门后仅设置手动门，发生水位异常以及凝汽器漏真空时无法快速关闭，不利于事故处理；另外调整门未设计旁路门，在水位调门故障退出运行的情况下无法回收密封水，增加旁路门可提高系统运行的灵活性。

2.2 真空泄漏问题

为实现给水泵密封水全部回收利用，降低机组补水率，艾伦发电厂密封水系统运行中需要控制密封水回收水箱水位在溢流线以下，同时又不能低于回水口,两者之间高度差780 mm，否则将造成凝汽器真空泄漏现象，因此，机组运行中要确保水箱水位测量准确性，调门调节性能稳定可靠。当机组负荷剧烈波动、凝器汽真空变化以及凝结水压力正常波动时，都将引起密封水箱水位波动，水箱水位控制不稳定，将会影响凝汽器真空，导致机组跳闸停机。

艾伦发电厂机组运行中曾多次发生密封水箱水位异常影响凝汽器真空导致的跳闸停机事故。由于密封水回水管道内径较粗，一旦出现水位异常发生凝汽器真空泄漏现象，真空下降很快。运行人员发现真空泄漏后，缺少足够的时间到就地关闭密封水回水手动门，因此造成了多次凝汽器真空低跳闸停机事故。

为有效控制水箱水位异常对凝汽器真空的影响，采取操控节流密封水回水箱手动门的措施，使水箱保持一定的溢流量，避免了由于机组工况剧烈变化，水箱水位调门及水位测点异常导致的水位不正常波动现象，但导致了密封水的大量溢流，每天每台机溢流的水量最多可达300 t以上。因此要彻底解决真空泄漏问题，需对密封水回收系统运行方式进行优化调整，并对系统进行一定的技改。

2.3 密封水溢流问题

给水泵密封水回收系统运行方式不合理，是导致该系统长期溢流的主要原因，如密封水进回水温差设置过小、密封水供应量大、回水手动门开度小等，都将导致密封水回收水箱发生溢流现象，浪费大量除盐水，因此，运行中要经常检查密封水回水箱溢流管，发现有溢流现象时，应确认回收水箱调门自动跟踪是否正常，以及其他相关系统运行方式是否正常。密封水进/回水温差控制在10℃以上，回水温度控制在65℃以下，即可保证给水泵密封系统正常运行，同时也可以适当控制密封水供应量；检查密封水箱水位设定值和调门开度，当水位超过溢流水位线时，要检查水位设定值是否在溢流水位以上，调门开度跟踪是否正常，指令和跟踪值是否一致，是否有卡涩现象；检查回收水箱回水手动门节流情况，发现问题及时调整，以减少溢流现象的发生。

3 系统及运行方式的优化和改进

通过系统分析，须对给水泵密封水回收系统进行优化调整及相应的技术改造，才能保证密封水回收系统运行稳定、可靠，并提高机组的经济性，同时可以降低运行人员的劳动强度。

3.1 增加调门后气动关断门及调门旁路门

将密封水回收水箱水位调节门后手动门更改为气动截止门，并增加调节门旁路门[5]，提高整个系统工作可靠性和灵活性；当水位调节门出现卡涩，或者其他原因导致回收水箱水位异常时，在影响凝汽器真空的情况下，运行人员能够迅速关闭气动截止门，缩短操作时间，降低对凝汽器真空的影响程度，避免因回收水箱泄漏真空发生跳闸停机事故，水箱水位升高后，密封水自动通过溢流管道排放，不会因为密封水回水不畅造成给水泵轴承进水；在水箱水位调门故障检修期间，仍可利用手动旁路门控制水箱水位，回收部分密封水，减少溢流量，增加该系统运行的灵活性，技术改造后的密封水回收系统如图4所示。

3.2 水箱增加水位测点

密封水回收系统运行最大的优点是，受机组负荷及真空大幅变化的影响较小。机组负荷升高时，给水泵转速升高，泵内压力升高，轴端漏水量及密封水供应量均增加，凝汽器真空小幅下降，密封水箱水位升高，回水调门开度增加；机组负荷降低时，则密封水箱水位相对降低，水封回水量减小。系统运行中对密封水回收水箱水位控制要求较高，需设置2套水位测量及控制系统[6]，由于系统设计时没有考虑到回收水箱水位控制的重要性，水位测量装置只有1套，在水位测点故障时，容易造成密封水箱水位控制异常，因此，需增加1套水位测点，并且增加热工报警保护逻辑，提高水位测量、控制的可靠性；另外技术改造时增加的气动关断门需设置联锁关闭条件，当水箱水位低时联锁关闭，避免水位低影响凝汽器真空，提高系统的可靠性。

图4 技术改造后密封水系统

4 改造效果及成本核算

2016年1月份利用3号机组小修机会，对密封水回收系统进行了技术改造，运行中密封水回收系统泄漏真空及长期溢流问题得到了解决，系统运行的可靠性、稳定性和灵活性得到了提高，机组的补水量大大降低。经过一段时间的运行观察，整个系统运行稳定，未发生回收水箱溢流及凝汽器泄漏真空现象。根据机组日报表数据，3号机日补水量下降250 t左右，如表1所示。每台机组日节约除盐水量按200 t计算，每年机组运行天数按300 d计，年节约除盐水量可达6万t，以每吨除盐水8元成本计算，年节约费用48万元，经济效益可观。技术改造完成后，给水泵密封水全部回收至凝汽器，避免了密封水回水长期溢流至地沟的现象，密封水回水温度36～45℃，不仅回收了工质，也回收了热量，凝汽器的热经济性有所提高。

给水泵密封水回收系统技术改造项目总共花费材料及人工费共计15万元，但通过技术改造可节约除盐水费用48万元/年，机组正常运行3个多月即可收回成本，属于小投资大回报的项目。鉴于3号机组给水泵密封水回收系统改造的经验，对2号机组给水泵密封水回收系统也进行了技术改造，提高了系统的稳定性、可靠性，降低了2台机组的除盐水补水量，2台机组节约除盐水费用将近100万元/年，大大提高了发电厂运行的经济性。

表1 技改前后节水数据

[1]李大才.1 000 MW机组汽泵密封水多级水封问题分析及治理[J].中国电力，2014，47（11）∶1-4.

[2]朱云，张宇林.汽动泵密封水系统对真空影响的原因分析及改进[J].中国电力，2008，41（12）∶48-48.

[3]吕中法，常焕涛，窦丽霞.FK4E39型汽动给水泵密封水系统改造[J].东北电力技术，2006（4）∶35-37.

[4]宫诗璐.135 MW汽轮机给水泵密封水回水回收装置改造分析[J].华电技术，2014，36（4）∶17-18

[5]康晓妮，蒋辉，周瑾源，等.汽轮机组汽动给水泵密封水回水系统改造[J].热力发电，2012，41（10）∶87.

[6]胥静.珠海电厂给水泵密封水回收系统设计[J].科技信息，2008（17）∶382-383.

（本文编辑：陆 莹）

Problem Analysis and Disposal for Sealing Water System of Feed Water Pump in 600 MW Unit

ZHAO Shiwei，XU Fei，WANG Chuanchuan

（CPI Henan Company Pingdingshan Power Branch，Pindingshan Henan 467312，China）

In Alan Power Plant，the feed water pump sealing water system of 2×600 MW unit has some problems in the operation，such as vacancy leakage and frequent overflow.By systematic analysis of the problem，the operating mode of sealing water system is optimized，and technological transformation on the system is implemented.The problem in the sealing water system is solved，and operation safety，stability and economy are guaranteed.

feed water pump；sealing water；analysis；optimization

TM621

B

1007-1881（2016）11-0046-04

2016-08-23

赵世伟（1982），男，工程师，主要从事火力发电厂安全运行管理工作。