電動給水泵密封水改造技術分析

林熹

（南寧水利電力設計院 廣西南寧市 530001）

電動給水泵密封水改造技術分析

林熹

（南寧水利電力設計院 廣西南寧市 530001）

電動給水泵密封水關系到發(fā)電機組的運行，如果密封水不穩(wěn)定，就會造成有油中進水等故障發(fā)生。對電動給水泵密封水進行檢查、實驗、改造，可以將隱患和質量問題給予妥善解決。并且為日后的運行和維護提供可借鑒的經(jīng)驗。

電動給水泵；密封水改造；技術分析

電動給水泵組型號不同，本文以某水電站安裝的單機容量為35MW的軸流轉槳式水輪發(fā)電機組為例，談及水輪機主軸密封狀態(tài)，以及在額定水壓下不能正常頂起到位、主軸密封不能正常封水、造成水泄漏大量涌出等情況，提出解決方案，改造密封水系統(tǒng)，最終收到了很好的效果。

1 技術供水系統(tǒng)設計

水電廠技術供水系統(tǒng)的供水對象為發(fā)電機空氣冷卻器、上導軸承、推力軸承、下導軸承等設備。機組采用單機單元水泵供水方式，從尾水管處取水，經(jīng)過水泵、濾水器后送到供水對象。每臺機組用水泵為立式離心水泵，濾水器為全自動濾水器，采用自動過濾、排污的方法對機組進行供水。技術供水系統(tǒng)使用的電動偏心半球閥等自動化元器件，以實現(xiàn)了自動化控制和切換。

給水泵的螺旋槽，在給水泵軸旋轉時，對數(shù)條水流產(chǎn)生壓力，這時候軸套與襯套之間存在的間歇會產(chǎn)生少許的水泄露。向螺旋槽泵內注入密封水，阻止泵內的水泄露，就會生成少量外流的高溫水與外注密封水混合而成的密封回水。

給水泵從水輪機頂蓋取的一路水源，對水輪機的主軸密封進行供水，作用包括：密封，防止高壓水通過主軸和密封件之間的間隙發(fā)生外泄；冷卻，將給水溫度降低到可承受范圍內，防止主軸溫度過高；潤滑，給水泵密封水在傳送過程中的高速轉動可以在軸承與密封件之間形成水膜，防止軸與密封件之間由于間隙過小而發(fā)生摩擦，造成工質損失或者主軸損毀、機組震動過大，導致設備損壞等事故發(fā)生。

2 密封水系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題分析

（1）主軸密封水的水源通過消防水和蝸殼進行減壓取水，通過機組監(jiān)控來實現(xiàn)機組運行，主軸密封投入運行后，為了防止水輪機轉輪下的水通過主軸密封座，密封環(huán)及密封環(huán)與大軸之間的縫隙流到水輪機室，由于種種原因，機組在機電安裝時沒有將該機組進行運行，導致了電磁閥沒有發(fā)揮功效，機組主軸密封水成了長流水。

（2）主軸密封水使用消防水作為水源，濾芯過濾器、水力旋流器和供水管路因為地下廠房，安裝空間時地下廠房安裝孔給予密封水管的阻力較大，造成水力再傳輸過程中損失較多，水壓再經(jīng)過旋流器后過小，從而主軸密封效果欠佳，頂蓋排水量大。在對該機組進行檢修后，廊道頂蓋排水口依然有水溢出，超出機組頂蓋排水量。經(jīng)過檢修，關閉了主軸密封水的主備水源，但是從尾水向尾水管進行沖水時，依然存在水位較高的情況，運行人員再進行密封后，由于被水沖變形較大，水量沒有明顯減小。在關閉了低壓機后，整個主軸密封水管路水壓的水壓恢復了正常。

3 對電動給水泵密封水系統(tǒng)進行的改造

（1）將主軸密封水退出，停機后進行檢修，恢復密封水的電磁閥工作，定期查看濾芯過濾器的清潔度，優(yōu)化改造主軸密封水進水管路，減少管路復雜程度，降低管道阻力，優(yōu)化提高主軸密封壓力和流量，提高密封效果。

（2）更換機組閘閥，包括彈性座封閘閥，采用柔性橡膠進行閥板密封，使用先進的包膠技術及粘結技術將橡膠硫化包覆在鑄件上，使用噴塑土層保護閥體，經(jīng)過改造后的閘閥經(jīng)過漏水試驗后，密封良好。

（3）針對自動濾水器“減速機故障、排污閥故障、電動排污閥信號故障”等，對濾水器前后壓差進行測試，解開信號端子，斷開自動濾水器控制柜電源，取消自動濾水器的自動排污功能，密切關注濾水器中的雜物或者寄存生物，檢查濾水器的運行狀態(tài)和壓力流量，防止雜物堵塞管路和濾水器。

（4）對密封水回水管加以兩道截止閥，目的是加強對回水管的控制。先將調節(jié)閥進行拆除解體，對存在內漏問題的閥門進行更換；檢查密封水回水管路以及電動閥。

圖1 主軸密封供水信號回路

在上述操作結束后，先對泵輸送密封水系統(tǒng)進行注水實驗，密切監(jiān)測密封水的泄漏速度和數(shù)量。打開密封水回水系統(tǒng)內的電動閥，監(jiān)測給水泵的漏水情況。[2]

圖2 改造前后主軸密封供水設備布置

將密封水切換至旁通管路狀態(tài)，觀察是否有回水不暢的情況發(fā)生，如果運行正常，則可以將密封水回水切換到旁通管路部分，安排人員隨時監(jiān)測水泵的運行情況。

（5）針對機組發(fā)生密封水工作狀態(tài)異常的情況，進行密封水和排水的切換嚴格執(zhí)行切換操作流程，監(jiān)測漏水情況，在進行改造工序完成后，運轉改造后的水泵密封水系統(tǒng)，觀察是否依然存在油中進水的情況，如果沒有發(fā)生，就可以將外置真空濾油機去掉，將耦合器頂部開孔接管頭的端部用法蘭蓋封死。如果在運行中依然有水中進油的情況發(fā)生，則要判斷是否是設備布置過于緊湊、空間過小而造成的原因。采取措施，技術人員大膽創(chuàng)新，自制了一套利用空氣壓縮達到排水目的的裝置，具體操作流程如下：

①使用不銹鋼管廢料焊接膠皮管和壓縮空氣專用管道，綁牢濾油的塑料管與廢管，在相接處綁扎鋼絲網(wǎng)，將噴射裝置放置于耦合器底部，開啟壓縮空氣功能，將坑內的存水進行排水處理，正常情況下幾個小時之內就可以排凈整坑水，減少了人力物力，而且簡便操作，這個裝置還能給電動給水泵組排水，效果好成本低。

②針對水壓不穩(wěn)定的情況，先拆除原有的密封水系統(tǒng)的溫測點，加裝密封水進水管路和出口管路變送器，將調節(jié)閥由溫差更改為壓差控制。

圖3 主軸密封供水中斷判斷邏輯圖

拆除多級水封，安裝新的水封，例如將U型管的出水高度更改為4500mm，凝汽器壓力調整為為0.02MPa，對密封水泵進行注水，進行放水實驗，達到控制水位后，查看注水后多級水封體積以及水封上部壓力。抽真空以后，查看水封上不壓力、回水高度、空氣壓力等數(shù)值，理想的氣體狀態(tài)方程為應為：

PV=mRT（mR為常數(shù)，T為不變可忽略）

將新制作的多級水封移動到排水坑底部，測量標高，如果密封水可以自動流進排氣裝置，則實現(xiàn)了回收工質。

③由水封筒出口連接一道管路，加裝到濾水器的截止門處，采用無縫碳鋼管進行加裝。這種安裝方法要求所安裝的管路必須橫平豎直，不能存在上彎或者下彎情況，減少管線長度帶來的阻力。[3]

4 改造后的效果

（1）改造后，主軸密封水的壓力和流量得到了提高，主軸密封作用效果明顯改善，頂蓋排水量減少，同時主軸密封水不會由于單一水源故障而導致機組停機。

（2）通過優(yōu)化改造主軸密封水進水管路，使得管路復雜程度大大降低，管道阻力得到了優(yōu)化，主軸密封的壓力和流量得到提升，密封效果更優(yōu)。

（3）采用水輪機轉輪迷宮環(huán)對水流的減壓和過濾，使得水源的水質非常好，水量和水壓也能通過檢驗，滿足機組技術供水需要。

（4）針對技術供水水泵的問題，使用單級雙吸離心泵和三相異步電動機進行改造后，水泵電機運行良好，從投產(chǎn)到運行至今技術供水系統(tǒng)各部所需水量流量值沒有改變。

（5）針對電機質量的問題，采用質量較好的進口電機取代國產(chǎn)電機，還更換了電機潤滑油以及傳動軸承、電機引線，至今水泵變頻控制的運行保持良好狀態(tài)。

（6）針對技術供水控制柜的二次回路發(fā)熱量較大的問題，采用了技術供水控制柜柜門敞開運行的方法，并對柜體進行了改造，將直徑為15cm的柜體，加裝了軸流風機，進行水泵運行時的向上抽風，改善了柜內溫度，改善了技術供水控制柜的工作環(huán)境。

5 結語

通過對電動給水泵組密封水系統(tǒng)改造，參與改造的人員得到了很多寶貴的經(jīng)驗，包括在安裝中不能被一些干擾因素打亂思路；要從圖紙會審開始對各個環(huán)節(jié)進行排查才能保證改造的順利進行；按照實際問題進行分析和改造，不要盲目相信權威，要勇于創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)問題解決問題。

[1]來文英.電動給水泵密封水改造技術研究[J].科技創(chuàng)業(yè)（月刊），2013，26（6）：190～192.

[2]劉中川.淺談對電動給水泵密封水系統(tǒng)的改造[J].中國新技術新產(chǎn)品，2013（9）：28.

[3]洪立，王曉文.給水泵密封水回水多級水封裝置改造[J].華電技術，2015（3）：31～33.

TM621

A

1004-7344（2016）23-0139-02

2016-7-29

林 熹（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事水力機械設計工作。