浅析电力机组凝结水泵的检修和节能改造

摘 要：凝结水泵是汽轮机的主要辅助设备之一，当机组负荷变化时，凝结水量随之变化。锅炉给水泵是电厂又一重要设备，它的关键在与给水泵的拖动方式。因此，凝结水泵的正确合理选取，与火电厂安全可靠经济运行有着密切的关系。

关键词：凝结水泵；检修；节能

中图分类号：TV21 文献标识码：A

进入十二五期间，我国大力提倡节能减排，节能调度在电力市场的规划实施，企业效益与生产管理、经济指标、环保措施都有了较多改善。电力企业要实现全年生产经营指标就必须从内部挖潜，提升机组经济运行水平，节能降耗，做好做细运行管理各项工作，尤其是节能减排工作。通过优化运行方式、进行简单的系统连接，可以达到某一时期小设备代大设备的直接效果。本文就就专题从系统运行角度简单介绍600MW汽机系统在启停机过程中，以单位耗电小的400V低加变频式疏水泵替代凝泵的可行性，预算改造后的节能效果，简单可行、效果显著。

1 设备概况

1.1 凝结水泵和给水泵。给水泵的拖动方式，一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动机多采用交流电动机，所以给水泵的转速是定速的，锅炉给水调节经过“节流”调节。但电动机操作方便、灵活、占地小，而汽轮机拖动，它有蒸汽管路和操作阀件，运行较麻烦，占地也大，但可变速运行，无“节流”损失。所以，中小热电厂在电网联接时一般都采用电动方式，只有孤立热电厂、首期工程，为了首次启动、锅炉上水，必须有一台启动锅炉和配一台蒸汽轮机拖动的给水泵，便于第一次启动用。电动给水泵耗用的是电厂的发电量，是主机从煤经过一系列能量转换而成的，而汽动给水泵是消耗的蒸汽的热能，是由煤经锅炉转换成主蒸汽做功后或不做功入给水泵小汽轮机直接拖动给水泵。也就是说给水泵小汽轮机的拖动蒸汽有两种可能，一种是锅炉的新汽，一种是入主汽轮机后，作了部分功的抽汽。后者是实现了能源的梯级利用，增加了抽汽量。其排汽有二，一为排入回热系统的除氧器，作为回热用，另为排入供热系统作为供热量的一部分，因此热电厂给水泵汽轮机是背压机组，没有冷源损失，能效很高。

1.2 目前以某厂几台330MW机组为例，汽机凝结水系统较为复杂，主要原因是凝结水用户多、重要性强，例如二期给泵的前置泵由于选型原因，其机械密封冷却水改造成凝结水出口母管供，造成给泵运行前必须启动凝泵，而且若凝结水供给泵前置泵密封水量控制不好还易引起该泵备用时给水溶氧超标。为此运行人员进行反复试验得出结论：备用给泵可关闭进口管取样门，以解决溶氧问题，但是对于启停机长时间运行多台大型辅机造成道的浪费一直困扰着我们。

2 凝结水泵的检修

首先将泵解体，电动机支座拆除，解体后进行清理和检查，清理部件并检查磨损或损坏情况。特别是要检查所有环、套筒和衬套的运转表面。

2.1 轴检修

修光所有的毛刺，用细沙纸/布将修锉处打磨光滑。保护好轴使其免受损坏。将泵轴轴/轴承套筒位置放在V型铁上，用百分表测量叶轮、轴承和轴封处的跳动轴承套筒：（1）测量轴套和轴承衬套接触区域的间隙。比较轴套的外径和轴承衬套的内径。通过不同位置的测量，用最大的内径减最小的外径就是直径间隙。（2）泵本体和传输部分的轴承套筒如有损坏或过度磨损现象就应该更换。如果直径间隙超过磨损值，建议更换。更换轴承套时，建议同时更换轴承衬套。（3）石墨轴承套更换：衬套可以干压，但是水涂层会提供额外的。在安装过程中，压力应持续。最大的压入速度为200毫米/分（3.33毫米/秒）。（注：石墨衬套的内径在安装结束后将小一些，因为压力的作用。在24小时后在测量内径。）

2.2 叶轮：检查叶轮的磨损和损坏情况。观察进口是否有汽蚀痕迹（坑），叶片是否有磨蚀，盖板是否有裂纹。用非常细的挫或细砂布/纸磨光。检查叶轮的键，轴和叶轮的键槽。如果叶轮损坏或过度磨损或有坑，则应进行更换。不要用加热的方法将叶轮从轴上取下来。应该用木块小心的敲击叶轮，使其脱离轴。如果叶轮严重卷曲和磨损，应进行更换。同时更换新的、原尺寸静磨损环。

2.3 磨损环间隙：测量相应部件的直径间隙。在几个位置测量，然后用平均外径减区平均內径得出直径间隙。当泵的性能降低至可接受的标准时，更换磨损环（加工叶轮磨损表面）。

2.4 轴承和轴承座：检查轴承室附件；修正并清除法兰上的旧密封。检查推力轴承、导向轴承的接触面应不小于总面积的2/3。不符和标准时应进行修刮。

正确的检修工艺，是保证设备安全运行的重要因素，解体时尽量不要用锤子直接敲打，使用顶丝将各部件分解。回装时各部件要清理干净，表面抹剂滑动装入。泵轴较长，解体、回装时，必须注意泵轴受力，防止泵轴弯曲。

3 设备现状及节能改造方向

3.1 凝结水泵与低加疏水泵的设备介绍。

3.2 凝结水泵与低加疏水泵运行中的电能比较。

一般凝结水用户回收后集中在凝汽器热井中，虽然低加疏水泵布置在凝泵坑-5米，凝汽器与低加疏水箱联通，但#2低加疏水箱却布置在0米，在无压情况下无法实现低加疏水泵自吸。因此必须加装凝汽器热井至低加疏水泵进口联通管，并加装隔离阀门，以实现运行和停机情况下不同运行方式的切换。

3.3 启、停机工况下的凝结水泵用电：机组启动，由于凝汽器换水需求及给水泵启动等原因，凝结水泵提前启动，至发电机并网历时约20小时；停机后至汽包放水、主汽泄压到零历时约38小时。此两种工况耗电约W=Pt=1.732×0.85×6.2×87.92×（20+38）=46545kw.h。

4 改造方案的选择与实施

4.1 方案分析：“一拖一”改造方案，就是每一台凝结水泵配置一套变频装置和旁路装置，两台变频凝结水泵系统在电气变频环节上相互独立。每一台凝结水泵可以独立实现工频变频两种方式的切换，运行中保证两台泵的工作方式一致。正常运行时，一台凝结水泵变频运行，另一台凝结水泵变频方式下备用。“一拖二”改造方案，就是利用凝泵本身冗余配置的特点，采用一套公用的变频装置和一套组合式的旁路装置。只能保证一台凝结水泵处于变频工作方式，而另一台只能处于工频状态下。正常运行时，运行凝泵采取变频运行方式，而备用的凝泵处于工频方式。凝结水所供水源：轴加前：AB凝结水泵密封水、ABC给水泵前置泵密封水、定冷水箱补水、真空破坏阀密封水、后缸喷水、轴加U形管注水、低压轴封汽减温水、低压旁路ⅠⅡ减温水等；自凝汽器底部放水一、二次门之间接一管道至至两台低加疏水泵进口，总管设一电动截止阀为启停切换操作，两台低加疏水泵进口各设一手动截止阀为检修隔离之用。改造费用低廉，仅需增加部分管道和阀门。

4.2 轴加后：高扩ⅠⅡ减温水、低扩减温水、闭冷水箱补水、燃油吹扫用汽减温水、磨消防减温水、厂房采暖减温水等。两种方案的优缺点是十分明显的。“一拖一”方案凝结水泵运行方式简单、两台泵倒换运行时切换方便，事故情况下发生倒换对机组影响小，安全性高，但是改造成本十分巨大。而“一拖二”方案改造成本大幅度下降，但是在工作方式变换和凝结水泵倒换时操作比较麻烦，事故情况下安全系数相对降低。经过专家多方论证和参考兄弟电厂的改造经验，通过在凝结水泵控制程序和运行方式上进行优化修改，可以解决“一拖二”方案存在的不足。考虑到节约成本，最终选择采用“一拖二”方案对凝结进行改造，即每台机组的两台凝结水泵可公用1套变频装置，以节约投资。

4.3 节能效果

4.3.1 凝结水泵耗电量：根据机组的实际情况。经粗略估算自汽轮机打闸停机至锅炉放水后主汽泄压至零约须38小时，而自锅炉上水至发电机并网约20小时，这两种情况耗电累加就是一次机组停机凝结水泵所用的电量约W=Pt=1.732×0.85×6.2×87.92×（20+38）=46545kw.h。

4.3.2低加疏水泵耗电量：W=Pt=1.732×0.85×0.4×42.31×（20+38）=1445kw.h。

4.3.3可节约电能：46545kw.h-1445kw.h=45100kw.h

4.3.4 综合厂用电率：按照全厂停运一台330MW机组，全天发电量2300万计算，一台凝泵停运后节约电能约1.9万，则影响当天全厂综合厂用电率1.9/2300×100%=0.08%，不仅对于节能，对于完成全厂综合厂用电率都有较大影响。且在江苏电网实行替电形势下，我厂机组调停机会很多，经历的启停机工况会更长。功率因素取0.85、6kV母线电压取6.2kV、400V母线电压取400V。

4.4 运行注意事项

机组启动在低加疏水泵运行后据其出力情况进行凝汽器换水；低加疏水泵运行后据其出力及排汽缸温度开启后缸喷水；机组停机后遇系统放水等情况时应减慢疏放水速度；加强凝汽器温度及扩容器温度的监视，异常升高时应检查系统进行隔离；停机后切换至低加疏水泵运行时应在机组盘车投运正常后进行；加强低加疏水泵的运行检查，防止其超出力运行。

结语

电力企业要不断提高节能环保意识，通过合理改造、调整电力设备运行方式，进一步深挖潜力、加强管理，在保证设备安全和系统可靠性前提下，创建节能型示范电厂，相信通过不断的技术改造和调整优化，必将大大推进电力企业的快速稳步发展。

参考文献

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