２Ｑ１ Ｑ：Ｑ （土） 工业技术 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 浅析电力机组凝结水泵的检修和节能改造 薛峰 （内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托０１０２０６） 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 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 文献标识码：Ａ 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 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。 种是锅炉的新汽，一种是入主汽轮机 一组经济运行水平，节能降耗，做好做细运 地小，而汽轮机拖动，它有蒸汽管路和操 行管理各项工作，尤其是节能减排工作。 作阀件，运行较麻烦，占地也大，但可变速 通过优化运行方式、进行简单的系统连 运行，无“节流”损失。所以，中小热电厂在 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 行所存在的故障和安全隐患，从而及时制 定检修计划以避免事故的进一步扩大。二 是可提高设备的利用率。由于对机组实施 了状态检修，相对于定期的计划检修，可 有效减少机组的检修次数，从而影响企业 的经济效益。三是能有效减少维修时间和 维修费用，通过状态检修模式的实现，可 延长主要设备大修的间隔周期，降低维修 所需要的人力和物力，从而降低生产成本 提高生产效益。四是能提高设备的使用寿 命。状态检修由于能有效减少检修次数， 就避免了对集成设备的频繁拆装，从而可 提高设备的使用寿命。另一方面，伴随着 社会科学技术的进步，发电设备也将向着 智能化、集成化、复杂化方向发展，传统的 检修模式难以适应技术的革新。同时，在 线监测技术和故障诊断技术也将日趋完 善，先进的设备管理理念和智能的统计综 合分析手段也将初步发展，这都会为发电 企业设备的状态检修模式的实现提高可 靠的保障。但同时也必须认识到，由于发 电设备自身的复杂性以及实施状态检修 所必备的技术手段在现阶段还不够完善， 国内一些发电企业实践的结果也表明，火 力发电企业要实施状态检修还有很长的 段路要走。 ８优化检修模式 通过对各种检修模式的分析，结合发 电机组的复杂性和现有状态监测和故障 诊断的技术水平，状态检修还不能完全替 代传统的定期检修和故障检修，火力发电 企业的设备检修也不可能在短期内由某 种特定的检修模式来完成。因此建立一种 融合状态检修、定期检修和故障检修为一 一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 体的综合的优化检修模式，从而达到提高 设备可靠性，降低设备检修成本以增强发 电企业市场竞争力的目的。 目前，对于优化检修国际上还未形成 统一的标准，主要原因在于各国的设备检 修技术发展不同步，设备管理理念存在差 异使得设备检修的侧重点也不同。美国的 设备检修模式主要以生产为中心，为生产 服务。日本更重视现代管理方法在企业生 产中的综合运用。德国则以发挥设备潜力 和延长设备寿命为目标，以状态检修等计 划性检修为主，故障检修为辅。瑞典的检 修模式综合性较强，以先进的在线监测和 故障诊断技术为核心，采用优化的检修模 式，以追求设备可靠性、可用率和运行检 修费用最小为目标。 我国火力发电企业应该结合自身的 特点和技术水平，充分发挥传统定期检修 所积累的丰富经验，在现行定期检修为主 的基础上，逐步扩大实施状态检修设备的 比重。首先，发电企业必须加强对设备的 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 二，一为排人回热系统的除氧器，作为回 热用，另为排人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１２１母管供，造成给泵 设备可靠性和技术性能，从而增加发电 量、延长设备寿命、降低发电企业的运行 成本以达到提高企业经济效益的目的。 结语 火力发电企业设备检修管理工作一 直是各个发电企业的重要工作，设备检修 模式的选择直接关系到整个企业的市场 竞争力。结合我国的具体国情改革传统的 检修体制是大势所趋，在很长一段时间 内，我国火力发电企业都将对设备检修模 式进行探讨和实践。在现阶段，由于设备 监测和故障诊断技术以及管理体制还不 完善，一种结合状态检修、定期计划检修 和故障检修的优化检修模式是当前我国 火力发电企业的合理选择。 参考文献 ［１］赵项慈．我国发电企业设备检修管理的 现状与分析 全国发电企业设备优化检 修技术交流研讨会，２０１２，１３９—１４１． 『２］刘飞龙．发电机组状态检修的研究与应 用【Ｊ］．北京电力高等专科学校学报， １ １６—１ １７． 综合管理，充分研究统计设备的寿命和可 ２０１０，靠性之间的联系，掌握系统或设备故障规 ［３］陈晓红，秦金磊，李整．发电设备状态检 律。其次，对于新建的发电企业或新上的 修的实施【ＪＪ．设备管理与维修，２０１０，４—５． 大容量机组应加速推进在线监测技术和 ［４］姜晟．发电设备检修策略分析［Ｊ】．发电设 故障诊断技术的应用，适当加大对状态检 备，２０１２，２６（１）：７０—７３． 修的投资，尽快推动状态检修的实施。而 【５］白晓峰．发电企业实施设备状态检修有 对于发电设备陈旧、人员知识老化的老的 关问题的思考［Ｊ】．河南化工，２０１，２７（１１）： 发电企业，应综合考虑安全和稳定因素， ６２－６４． 在一般辅助设备上尝试进行状态检修，为 ［６］冯智．关于火电厂电气一次设备状态检 新建发电企业积累经验。 修的探讨【Ｄ】．广州：华南理工大学，２０１０． 总之，实施优化检修模式是一个长期 的、动态的、不断完善的过程，状态检修的 实施将有利于缩短电厂大小维周期，提高 中国新技术新产品 一１５１— ２Ｑ！ Ｑ：Ｑ （土） Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 工业技术 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 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，表面抹润滑剂滑动装 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 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 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 绍。 用１套变频装置，以节约投资。 ３．２凝结水泵与低加疏水泵运行中的 ４．３节能效果 电能比较。 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 “一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 润滑。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 径减区平均内径得出直径间隙。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 凝结水泵 低加疏水泵 型号 ＮＩ Ｆ３５０－４００×６ ｛＿ｌ００－３５ｏ 型式 立式筒袋型多级 双级单吸蜗壳式 离心泵 离 泵 额 ８ｌ５ ｌ３４２ 扬程Ｍ ２８５ ２０５ 功率Ｋｗ ９ｏ０ １３２ 额定电流Ａ １０３．３ ２３８ 电压ｖ ６０ｏ０ ４００ 调节方式 出口ｆ丁青流 变频 一１ ５２一 中国新技术新产品 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 坑一５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＝１．７３２ｘ０．８５ｘ６．２ｘ８７．９２ｘ （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 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＝１．７３２ｘ ０．８５ｘ６．２ｘ８７．９２ｘ（２０＋３８）＝４６５４５ｋｗ．ｈ。 ４－３－２低加疏水泵耗电量：Ｗ＝Ｐｔ＝ １．７３２ｘ０．８５×Ｏ．４ｘ４２．３１ ｘ（２０＋３８）＝１４４５ｋｗ． ｈ。 ４．３．３可节约电能：４６５４５ｋｗ．ｈ一１４４５ｋｗ． 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 电网实行替代发电形势下，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 【１】王玉彬．基于高压变频器的火电厂凝结 水泵一拖二变频调速改造『Ｊ１．工矿自动化， ２００６． 【２】王泓，陈奕夫．３００ＭＷ机组凝结水泵优 化配置方案Ⅲ．吉林电力，２００８． 『３１徐传海，徐世华．３００ＭＷ机组变频调速 凝结水泵应用探讨ｆＪ］．中国电力，２００４． 『４１张宝，樊印龙，吴文健．凝结水泵变速运 行参数的定量计算【Ｊ１＿动力工程学报， ２０１０．