华能滇东电厂 4×600MW机组汽泵密封水系统存在问题及改进方法

华能滇东电厂 4×600MW机组汽泵密封水系统存在问题及改进方法

刘红革

华能云南滇东能源有限责任公司滇东电厂 云南曲靖 655508

[摘要] 华能滇东电厂4×600MW汽轮机组系东方汽轮机厂制造。配套给水系统配置两台50％负荷的汽动给水泵和一台30％负荷的电动给水泵。汽动给水泵使用上海电力修造厂生产的圆筒芯包泵，轴端密封采用迷宫密封结构，高压侧内腔通过卸荷水管道接至除氧器下降管汽泵入口门前，密封水供水取自凝杂水管道，是通过调节阀保证密封水与缷荷水之间130kpa左右的压差来实现密封功能的，低压侧密封水回水通过多级水封回至凝汽器或经旁路直接排至地沟。

[关键词] 汽动给水泵 迷宫密封 密封水 厂用电 润滑油 乳化

1 前言

华能滇东电厂4×600MW汽轮机组汽动给水泵是上海电力设备修造总厂有限公司生产的汽圆筒芯包泵，型号为FK4E39，轴端密封采用迷宫密封结构机械密封水形式，汽泵密封水系统由西南电力设计院设计，高压侧内腔通过卸荷水管道接至除氧器下降管汽泵入口门前，密封水供水取自与凝结水泵出口母管相连的凝杂水管道，是通过调节阀保证密封水与缷荷水之间130kpa左右的压差来实现密封功能，低压侧密封水回水经过多级U型水封后回到凝汽器，当故障时可直接排放至地沟。原设计投产后汽动给水泵回水U型多级水封管回水不畅，经常造成A、B汽泵润滑油中进水，油质乳化，威胁机组的完全稳定运行。如果不投运也造成大量的除盐水浪费，损失严重。

2 原汽泵密封水系统存在的问题

2.1 原汽泵密封水系统在机组正常运行时，密封水回水不畅造成回水腔室满水（回水腔室顶部空气滤清器冒水），本应通过多级水封回到凝汽器的密封水回水沿轴颈窜入轴承室，造成汽泵润滑油中经常性进水，润滑油含水超标，经运行多次调整无效，不但造成大量除盐水损失，而且还增加滤油工作量。

2.2机组6kv故障失电后会造成密封水失压，从而导致的汽泵轴端密封失效，泵体内部给水沿迷宫外泄，水量超出密封水U型多级水封的排泄能力，从而造成给水沿油挡进入轴承室，使得汽泵润滑油中进水。

2.3在机组厂用电全失锅炉MFT的情况下凝结水泵停止运行，但由于泵体内压力过高其内部给水从迷宫密封串出，进入高压和低压密封腔室，经扩容后大量喷出，导致油中大量进水，油质乳化无法使用

2.4特殊情况下密封水回水直排地沟，造成大量损失。

3原因分析

3.1机组在正常运行时发生汽泵密封水冒水现象的分析

华能滇东电厂的汽泵密封水系统设计的密封水回水采用的是U型多级水封结构，多级水封是利用多级水封高度的累加，实现其水封高度大于凝汽器内部真空来保证空气和真空系统的有效隔离，避免影响机组真空。系统设计的水封高度满足机组最大真空时的密封要求，但在运行中确存在以下问题

3.1.1存在U型多级水封通流面积不够问题。其多级水封内部的通流面积和进水管通流面积不够，造成回水不畅。汽动给水泵机械密封水回水出口管道采用φ89×4，到A、B汽泵密封水管道汇流处时换成了φ114×4管。而多级水封采用的外套管是φ159×5（内径截面积为17427.785mm²），内管是φ114×4（内径截面积为8820.26mm²），这样内管与外管之间的截面积为7225.925mm²，比φ114×4内径截面积减小近20%。见表；从表中计算结果看出，多级水封内部的通流面积比入口管的通流面积小了很多，加上多级水封叠加高度达12m,延程阻力很大造成密封水回水不畅，汽泵端部漏水。

3.1.2在机组启动或停机过程中，凝汽器的真空靠真空泵来实现，此时真空比较低，由于密封水进入凝汽器是靠水封两端的压差来实现的，即水的高度和凝汽器真空，当真空比较低时，多级水封前的水不能迅速进入凝汽器，导致汽泵漏水现象发生。

2.1.3机组运行过程中，由于参数的不断变化，密封水调节比较困难，密封水和给水压力不能保持平衡状态，为避免影响凝汽器真空，密封水会开的很大，造成了汽泵密封水长期排地沟的现象使机组的除盐水补水率过高，严重地影响了机组的经济性。

3.2机组在非正常状态下发生汽泵密封水喷水现象的分析

3.2.1机组6kv失电造成密封水缺失，泵体内部给水沿迷宫窜至密封水和轴承箱腔室之间，由于事发故障状态，密封水大量排出后不能全部回到凝汽器，造成大量外泄喷出。

3.2.2华能滇东电厂所处电网的特点，2台机组同时失去厂用电的情况发生频率较高，当厂用电全失锅炉MFT的情况下凝结水泵停止运行，凝汽器真空随之破坏，密封水不能自动回到凝汽器，需大量外排。

4解决方案

4.1 取消多级水封装置，两台汽泵密封水回水分别接入无压回水箱，再接入凝汽器。通过控制回水箱水位，防止凝汽器真空破坏。

4.2汽动给水泵卸荷水原设计为，接入汽动前置泵滤网前、除氧器下水管电动调节阀后的中低压给水管道。在该管路上增加一路紧急联动放水管路，接入本系统无压回水箱内，由汽动截止阀联动控制启闭。当机组失去厂用电、密封水中断瞬间可紧急排空卸荷水，避免出现汽泵轴端密封失效导致的密封水喷出、油中进水情况发生。另外，在原设计中汽泵卸荷水接入中低压给水管道的管路上增加一个止回阀，防止中低压给水倒流。

4.3密封水管道增加一路备用水源，防止厂用电失去，凝杂母管停用时导致汽泵密封水失压。该备用水源取自中低压给水管道，接至汽泵密封水入口滤网手动门之前。为防止中低压给水倒流至凝杂母管，在凝杂水管道至汽泵密封水水平管道上增加一只止回阀。

4.4水箱制作及布置：

4.4.1增加5.3m³回水箱，能在事故状态下应急存储卸荷水的能力。

4.4.2水箱布置于0m地面，凝汽器汽侧靠近汽机基础排柱处。管道据此布置，阀门布置在便于操作的地方。

5 汽泵密封水控制方案

5.1控制策略的确定

5.1.1汽泵密封水控制所在AP： X 9

5.1.2 DCS新增硬件安装：根据改造要求需在单元机DCS的X0CBA10柜安装FUM210卡件2块，230卡件1块，280卡件1块，FUM210-M端子板1块，FUM210-V端子板1块，FUM230-AI端子板1块，FUM280-CC端子板1块。

5.1.3 DCS组态图编制、下装：根据制定审批后的汽泵密封水热工控制策略编制相应组态图，实现其控制功能。此项工作要机组停运后实施。

5.1.4操作画面的设计实施：在原给水Feed water画面上进行修改，新增内容包括有无压回水箱、无压回水箱水位指示、汽泵密封水回水调节阀、汽泵密封水回水调节阀后电动关断阀、A汽泵卸荷水至无压水箱回水气动门、B汽泵卸荷水至无压水箱回水气动门、B汽泵前置泵入口至密封水气动门、报警、显示等。此项工作要在机组停运后实施。此项工作可与组态编制、下装协调进行。

6改造后的效果

华能滇东电厂与西南设计院合作，按照其提供的设计图纸于2009年6月对#1机组汽泵密封水系统进行了改造，改造后没再发生因密封水回水大量外泄，不但解决了润滑油中进水问题，也减少工质损失，除盐水补水率降低0.2%。

7推广应用

华能滇东电厂#1机组汽泵密封水系统改造后，经过半年多的运行观察，效果明显，为此2010年对其他三台机组也进行了改造。

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