給水泵再循環(huán)閥門無法開啟原因的分析及采取措施

馬巖昕，雷天鵬，于振輝，馬 越，王芳軍，徐 冰

(黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江齊齊哈爾161000)

某電廠有2臺(tái)300 MW供熱機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)50%容量汽動(dòng)給水泵及1臺(tái)30%容量的啟動(dòng)備用電動(dòng)給水泵。由于高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運(yùn)行，允許的最小流量為額定流量的25%～30%，此時(shí)，若給水泵再循環(huán)閥門無法開啟，則很容易引起給水泵汽化，影響給水泵的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行［1］。對(duì)此，本文針對(duì)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并采取了相應(yīng)解決措施。

1 給水系統(tǒng)的組成及作用

某電廠2臺(tái)機(jī)組均為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C250/N300－16.7/537/537－73D型亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、反動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī)。

在300 MW汽輪機(jī)組的給水系統(tǒng)中，其主要設(shè)備有主給水泵、前置泵、小汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、液力聯(lián)軸器、高壓加熱器及管道、閥門等配套部件。給水泵組的基本配置是2臺(tái)50%的汽動(dòng)給水泵及其前置泵和1臺(tái)30%的液力調(diào)速電動(dòng)給水泵及前置泵(通常汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，電動(dòng)給水泵備用)。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)采用電動(dòng)給水泵供水，機(jī)組負(fù)荷升至30%時(shí)切換至汽動(dòng)給水泵運(yùn)行。

在每臺(tái)給水泵出口有1條從止回閥閥體接出的給水泵最小流量再循環(huán)管道，并配有相應(yīng)的控制閥門等，以確保在機(jī)組啟動(dòng)或低負(fù)荷工況流經(jīng)給水泵的流量大于其允許的最小流量。每根再循環(huán)管道都單獨(dú)接至除氧器水箱。

2 給水泵設(shè)置再循環(huán)門及再循環(huán)管的作用

給水泵汽化的原因是給水流量小于規(guī)定的最小流量、自動(dòng)再循環(huán)門失靈、未及時(shí)開啟造成的。因此，高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運(yùn)行，允許的最小流量約為額定流量的25% ～30%。否則會(huì)因給水泵內(nèi)給水摩擦生成的熱量不能全部帶走，導(dǎo)致給水泵汽化;離心泵性能曲線在小流量范圍內(nèi)較為平坦，有的還有“駝峰”型曲線，會(huì)出現(xiàn)壓力脈動(dòng)引起所謂的“喘振”現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，給水泵都設(shè)置了自動(dòng)再循環(huán)門及再循環(huán)管［2］。

給水泵啟動(dòng)前，如果給水泵的工作流量小于最小流量，就應(yīng)該開啟給水泵出口再循環(huán)閥。再循環(huán)閥的開啟，使多余流量通過再循環(huán)管道回到除氧器的給水箱內(nèi)，這樣，一方面滿足了鍋爐的需要，另一方面保證了給水泵的工作流量大于最小流量。為了節(jié)電，一般根據(jù)給水泵負(fù)荷(電流)的大小確定再循環(huán)水閥的相應(yīng)開度［3］。

3 給水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

某電廠300 MW供熱機(jī)組配備有電動(dòng)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥以及1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥(3只)。運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)最小流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后打不開等異?，F(xiàn)象，使給水泵不能正常工作，降低了給水泵運(yùn)行的可靠性。

給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門在使用中存在較嚴(yán)重的沖刷漏泄、調(diào)節(jié)閥閥芯密封件損壞、閥籠沖刷等現(xiàn)象，主要原因是最小流量調(diào)節(jié)閥門開啟瞬間壓力過高，使最小流量調(diào)節(jié)閥門被沖刷，導(dǎo)致最小流量調(diào)節(jié)閥門無法正常工作。

出現(xiàn)異常情況如下:

1號(hào)機(jī)組于2007年投產(chǎn)，運(yùn)行至2008年5月17日，出現(xiàn)1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量閥低負(fù)荷時(shí)打不開現(xiàn)象。2008年6月3日，對(duì)1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量閥更換密封組件。1號(hào)機(jī)組小修后，在開機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥打不開，于2009年8月10日對(duì)其進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)密封件已損壞，同時(shí)上閥籠沖刷嚴(yán)重，如圖1所示。沖刷嚴(yán)重的最小流量閥閥芯組件如圖2所示。

當(dāng)1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量閥前隔離門關(guān)閉時(shí)，1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥能夠開、關(guān);當(dāng)1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量閥前隔離門打開時(shí)，1號(hào)、2號(hào)汽動(dòng)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥仍就打不開。

圖1 沖刷嚴(yán)重的最小流量閥上閥籠

圖2 沖刷嚴(yán)重的最小流量閥閥芯組件

由于密封組件價(jià)格昂貴(1套為3萬元左右)，更換整套組件會(huì)造成較大的浪費(fèi)。最小流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后打不開會(huì)使給水泵最小流量閥不能正常工作，降低了給水泵運(yùn)行的可靠性，因此，更換給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥十分必要。

4 改造方案及實(shí)施

為了保證給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門在任何情況下都能開啟，建議采用新型最小流量調(diào)節(jié)閥，在最小流量閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置。

大差壓閥門專用降壓防氣蝕保護(hù)裝置具有防沖蝕氣蝕功能，可使普通閥門像進(jìn)口閥門一樣具有防沖蝕氣蝕功能，能有效延長閥門使用壽命。新型最小流量調(diào)節(jié)閥門采用迷宮原理設(shè)計(jì)，利用多個(gè)盤片上的小通道進(jìn)行續(xù)步降壓，無論最小流量調(diào)節(jié)閥門開度大小，高壓給水通過每個(gè)通道都限制在30 m/s以下，有效減輕閥塞與閥座密封面的沖刷，延長了最小流量閥的使用壽命，避免了因閥蓋水室密封圈磨損在閥桿提升過程中產(chǎn)生的額外壓力，影響最小流量調(diào)節(jié)閥門開啟。

在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置，最小流量調(diào)節(jié)閥前壓力降低到2 MPa，減輕了對(duì)最小流量調(diào)節(jié)閥的沖刷，延長了最小流量調(diào)節(jié)閥的使用壽命。在1號(hào)、2號(hào)機(jī)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門前加裝降壓防氣蝕保護(hù)裝置，可有效提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力。因此，決定將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥及在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置。

在2009年1號(hào)機(jī)組大修期間，將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥，在給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝了節(jié)流保護(hù)裝置，試驗(yàn)效果顯著，未發(fā)生最小流量調(diào)節(jié)閥打不開的現(xiàn)象。故此，建議在2號(hào)機(jī)組上使用節(jié)流保護(hù)裝置。

5 結(jié)論

1)國內(nèi)許多電廠供熱機(jī)組在試運(yùn)行階段或投入商業(yè)運(yùn)行后，出現(xiàn)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開的現(xiàn)象，直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2)將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥，在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置，能有效消除給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開故障，使給水泵運(yùn)行效果良好，保證了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］ 華中電網(wǎng)有限公司培訓(xùn)中心．300 MW火電機(jī)組集控運(yùn)行［M］．北京:中國電力出版社，2005．

［2］ 吳季蘭．汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)［M］．北京:中國電力出版社，2006．

［3］ 邵和春．汽輪機(jī)運(yùn)行［M］．北京:中國電力出版社，2008．