给水泵密封水系统改造

王大庆

摘要：由于汽前泵、电前泵、汽泵的密封水都是凝结水提供，在锅炉上水初期，因凝汽器水质不合格，启动前置泵时，造成凝结水污染除氧器水质，多次排放除氧器、炉水，浪费大量除盐水、加热蒸汽、药品。新增加一路除盐水水源至给水泵密封水，试运后水质较快合格，缩短凝结水回水时间，锅炉洗硅时间，节能效果非常明显。

关键词：给水泵;密封水;除盐水;节能

机组给水系统选用2× 50%BMCR 容量汽动给水泵组和1×30%BMCR 容量电动给水泵组。电动给水泵采用液力偶合器变速调节;汽动给水泵组通过控制给水泵汽轮机转速进行调节;所用的汽动给水泵组为上海电力修造总厂生产的DG600-240（FK6D32）型汽动泵、FA1D53 型前置泵，由于该型号汽动给水泵的密封系统为螺旋密封，前置泵为机械密封，密封水采用凝结水泵出口母管来水。

自投产以来，在机组启动初期，启动汽前泵或电动给水泵给锅炉汽包上水，在此过程中，由于密封水采用的是凝结水，而此时凝结水水质不合格，造成给水水质不合格，大量排放除氧器及炉水，造成除盐水大量浪费，化学制水紧张，凝结水回收时间长。

1 设备简介

给水泵是汽轮机的重要辅助设备，它将旋转机械能转变为给水的压力能和动能，向锅炉提供所要求压力下的给水。该型号汽动给水泵的密封系统为螺旋密封，主要原理是在给水泵轴套的外表面加工数条使水流方向指向内侧的螺旋槽，而在固定衬套的内表面加工与轴套螺旋方向相反的螺旋槽。当轴旋转时，螺旋槽类似螺旋槽泵，使流体产生压头，阻止泵内流体外泄。由于轴套与固定衬套之间存在径向间隙，仍有部分流体越过螺纹齿顶向外泄漏。为避免泵内高温水向外泄漏，必须由外部注入密封水。该密封水一部分随螺旋槽泵送至轴封内侧，阻止泵内流体外流，一部分与少量经密封间隙外流的高温水混和形成密封回水。大部分密封回水回收至给水泵前置泵入口也即：泄荷水，另有一小部分则回收至凝汽器。密封水进水与密封水回水之间需有一定的压差，保持一定的密封水流量，以防止给水泵失去密封水，泵内高温水外泄造成事故。

前置泵为平衡型机械密封，由弹簧支撑的动环和水冷却的静环所组成。机械密封工作时，在动环和静环之间形成一层水膜，而水膜必须保持一定的厚度才能使机械密封有效地吸收摩擦热，否则动静间的水膜会发生汽化，造成部件老化、变形，影响使用寿命和密封效果。前置泵密封水采用凝结水泵出口母管来水，密封后进入泵内。

2 设备存在的问题

汽前泵、电前泵、汽泵的密封水都来自凝结泵出口母管，经过两个精细的滤网后（一个运行，另一个备用），分别供给水泵密封水。在机组启动前，首先通过锅炉上水泵向除氧器上水，冲洗合格后，投入加氨装置进行加药，为充分混合，启动前置泵，开在出口循环门打循环，尽快提高给水PH 值。

启动前置泵后，为防止汽泵润滑油中进水，投入汽泵密封水。汽泵的密封水一部分经过密封水回水母管去地沟或凝汽器;另一部分泄荷水回到汽泵前置泵入口，进入给水系统。另外，还有部分水通过前置泵机械密封进入给水系统，由于密封水是凝结泵提供，而凝汽器水质不合格，含铁量较高，造成凝结水污染除氧器水质频繁排放除氧器内给水以提高水质，这样造成大量浪费除盐水、药品且增加厂用电耗。例如在2 号机c 修后准备启动，除氧器共放水6 次，消耗除盐水500 吨;消耗药品0.5 吨;耗费大量加热蒸汽;增大厂用电7008 度，耗时间40小时。

3 对系统改造

从节能降耗的工作要求出发，针对这个问题，对系统管道连接，运行方式进行全面分析，结合水泵设计原理要求，准备在启动初期增加一路洁净水源供密封水。根据计算公式，即：

P：密封水压力P=P0+K

P0：泵入口压力+0.1Mpa

K：泵体析出压力系数

经过对有关可利用水系统分析确定除盐水可满足密封水的高洁净度的基本要求。除盐水压力是0.5Mpa，除氧器上水

初期，前置泵入口壓力0.24 Mpa

P=P0+K=0.24+0.1=0.34（Mpa）

除盐水压力大于所需密封水压力，可满足密封水压力高于前置泵入口压力0.1Mpa 条件。可见在除盐水母管上引至密封水方案是可行的，经现场确认，除盐水母管离密封水母管近4米的距离，根据流体管道计算公式和管道压降损失计算公式：

根据压降和系统流量计算，通过查表确定，只需在两母管之间连接一根DN80 的管道及增加二个不锈钢阀门，即可满足运行操作需要。运行人员可利用远控上的原有压力测点进行密封水压力的监视、调整。由于改造方案简便、费用较低，利用机组停备，对1 号机组给水泵密封水源进行改造。

4 改造效果

改造后试运，水质较快合格，节能效果非常明显。对比分析，除氧器水质一次合格， 未运行凝结泵，没有排放除氧器和锅炉高温给水。开始上水到汽包上水至200mm 用时8 小时。节省了厂用电7008 度，除盐水500 吨，药品0.5 吨。到达了预期的节能节水效果。

在锅炉点火，升参数，冲车、暖机整个启动过程中，仍然用除盐水供给水泵密封水，继续进行改造后的节能效果测试，当汽轮机冲车至3000 转时，化验凝结水水质，水质合格，投入精处理，凝结水回收。回收后将密封水倒至原密封水系统，由凝结水带给水泵密封水。

由于采用除盐水密封给水泵，和前几次启机相比，原来凝结水水质合格是在机组并网带上部分负荷，而现在在汽轮机冲车至3000 转时，就可回收凝结水，缩短回收时间，减少了凝结水外排，同时也缩短锅炉上水泵的运行时间。另外炉水洗硅时间也明显缩短，减少炉水外排，带来更大的节能效果和缩短机组启动时间。给水泵密封水改造，投入费用较低，系统简单，但节能效果非常好，为企业带来长远效益。

参考文献：

[1] 陈礼. 主编. 流体力学及泵与风机. 北京： 中国电力出版社.2001 年.

（辽宁大唐国际锦州热电有限责任公司，辽宁 锦州 121007）