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1、靖边燃气气发电厂厂余热锅锅炉给水水系统改改造靖边燃气气发电厂厂靖边燃气气发电厂厂余热锅锅炉给水水系统改改造摘要：本本文根据据靖边燃燃气发电电厂给水水系统存存在的给给水系统统压力低低和给水水泵电机机电流高高的实际际问题，从安全与节能两个角度分析了对余热锅炉造成的危害，通过对造成给水系统压力低和给水泵电机电流高的实际问题进行了原因分析，经过论证，制定了解决方案，进行了实施，最终从根本上解决了给水系统压力低，给水泵电流高的问题,保障了余热锅炉安全正常运行。关键字：余热锅锅炉给水水系统原原因分析析 改造造 安安全 节能一概述述靖边燃气气发电厂厂是一座座由燃气气轮机（2台），余热锅炉（2台）蒸汽轮机（1
2、台）构成的燃气蒸汽联合循环模式的发电系统。其中，余热锅炉是中国船舶重工集团第703研究所设计，江苏南通万达锅炉厂生产的Q282/472-36.2-3.82/445型螺旋翅片管，自然循环余热锅炉。作用是吸收燃气轮机排出的472烟气的热量，将水加热为445的蒸汽，推动汽轮机进行作功，发电。余热锅炉的稳定运行，直接关系到汽轮机的稳定运行。然而，余热锅炉系统中，影响余热锅炉稳定运行的最关键设备是两台给水泵。给水泵是沈阳第一水泵厂生产的DG45-80*7型多级离心泵（流量45m3/h、扬程560m，配套沈阳电机股份有限公司生产的JK113-2型电动机，功率150KV、电压380V、电流270A、转速29
3、40rpm）。给水泵将经过除氧的132.9给水从除氧器经过升压至5.6Mpa，送至省煤器进行进一步加热。一旦给水泵停止供水，整个水循环系统将被打破。3分钟之内不能正常恢复，直接导致汽轮机停机的严重事故，其中余热锅炉给水系统分为两部分：一路是给水管线系统另一路循环管线系统。给水管线系统是由除氧器的除氧水经过管道进入给水泵，由给水泵升压后送入省煤器入口，经过在省煤器内进行加热后，再从省煤器出口进入中压汽包。另一路是给水再循环管线系统，除氧器的除氧水经过管道进入给水泵，由给水泵升压后经过给水再循环管线回到除氧器。给水再循环管内设有，孔径5mm的节流孔，给水再循环管线作用是保护给水泵防止憋压。二问题题
4、的提出出下面我们们来看一一下在日日常运行行中给水水系统压压力的实实际运行行情况。表1是长庆靖边燃气发电厂2余热锅炉2006年5月1日、2007年5月1日、2008年5月1日部分时段运行参数：下图表格格是给水水系统压压力和给给水泵电电流不同同时期变变化日期进口烟温温主蒸汽流量主蒸汽压力主蒸汽温度汽包水位汽包压力中压给水流量中压给水压力给水泵电电流给水泵电电压20066.5.1.44：0045133.003.3004442823.41132.005.46638530620066.5.1.55：0044732.553.2994412913.40031.115.53338530020066.5.1.6
5、6：0044330.773.2884402753.41130.665.62238528920066.5.1.77：0044528.993.2994432643.37728.775.73338528020066.5.1.88：0046429.773.2884412843.30029.775.62238428720077.5.1.44：0045829.663.2884452743.41129.115.38839428320077.5.1.55：0045430.773.3004422823.35530.335.35539629420077.5.1.66：0044730.113.3114432873.
6、41127.665.62239429120077.5.1.77：0045828.663.3664422843.45528.445.55539428620077.5.1.88：0046029.443.2444372803.38828.665.23339428920088.5.1.44：0045230.663.2994362913.40029.115.14439229120088.5.1.55：0044931.223.2334402833.36631.225.01138430420088.5.1.66：0045230.113.2774452843.39929.334.88838430020088.
7、5.1.77：0044928.223.3004432933.41127.995.14438529120088.5.1.88：0044728.113.3664412903.42227.995.122393305表一从上图表表格中我我们可以以看出主主蒸汽流流量与给给水流量量和给水水压力的的关系：主蒸汽汽流量增增加，给给水流量量增大，给给水压力力减小；同时也也可以看看出从220066年到20008年年间给水水压力在在不断降降低。其其中参数数反映的的都是锅锅炉给水水压力瞬瞬间运行行参数，实实际运行行过程中中给水压压力是不不断变化化的有时时给水压压力会更更低。当当负荷增增加主汽汽流量增增大汽包包水位降降
8、低，中中压给水水气动阀阀开大（中中压给水水自动调调节气动动阀主调调节信号号是汽包包水位，水水位低开开，水位位高关）给给水流量量增大给给水压力力降低，反反之则高高。特别别是主蒸蒸汽流量量增大到到一定程程度，给给水压力力过低，造造成给水水困难，锅锅炉很难难维持运运行。（余热锅锅炉给水水系统原原系统流流程）三、给水水系统压压力低、给给水泵电电流高对对余热锅锅炉的安安全的影影响一给给水系统统压力低低对联合合循环造造成的危危害主要要有以下下几个方方面：1、 给水系统统压力低低，对给给水泵运运行带来来不利影影响。容易引起起给水泵泵及给水水管道汽汽化。余余热锅炉炉给水系系统是由由给水泵泵直接从从除氧水水箱降
9、水水打至省省煤器，给给水系统统给水泵泵管道上上弯头较较多、阻阻力较大大，且给给水是根根据汽包包液位不不停的调调节给水水气动阀阀的开度度，这样样在流量量突然增增大或减减小的时时候，比比较容易易造成给给水泵的的汽化，引引起管道道及水泵泵的振动动。同时时，给水水泵为克克服给水水系统给给水泵管管道上弯弯头、阀阀门等阻阻力而消消耗了一一部分无无用功，降降低给水水泵效率率，增大大给水泵泵出力，减减少泵寿寿命。2、给水水系统压压力低，对对省煤器器、汽包包和汽水水系统带带来不利利影响。在在锅炉正正常运行行时，汽汽包内部部压力为为4.112MPPA，省省煤器略略低于汽汽包内部部压力。当锅炉炉正常运运行时，给给水
10、系统统压力低低于省煤煤器和汽汽包内部部压力时时中压给给水将无无法进入入省煤器器和汽包包内部，从从而造成成省煤器器蒸发管管屏水循循环停止止蒸发管管屏干锅锅过热变变形损坏坏。汽包包缺水干干锅，汽汽水系统统破坏，锅锅炉停炉炉。3、给水水系统压压力低，对对锅炉保保护带来来不利影影响。靖靖边电厂厂余热锅锅炉运行行中采用用DCSS集散系系统远程程控制，为为了能更更好的安安全运行行锅炉上上采用了了多种保保护，有有超压保保护、紧紧急烟道道保护、事事故放水水保护、给给水泵联联动保护护，事故故照明保保护等。其其中给水水泵保联联动保护护是在锅锅炉运行行中为防防止给水水泵故障障停止或或给水泵泵出口压压力低于于3.00
11、MPAA时另外外一台给给水泵自自动联动动的一种种保护。给给水系统统压力低低会造成成给水泵泵频繁联联动或长长时间联联动两台台泵同时时运行造造成水泵泵出口压压力高，同同时不利利锅炉保保护。二给给水泵电电机电流流高对余余热锅炉炉的影响响1.从上上图表格格一中我们们可以看看出，主主蒸汽流流量增大大则给水流流量增大大，在给给水泵电电压不变变的情况况下给水水泵电流流升高。我我们也知知道P=I*UU也就是是功率等等于电流流乘于电电压，在在电压不不变情况况下功率率升高电电流升高高自用电电量增加加，加大大生产成成本。2.给水水泵是沈沈阳第一一水泵厂厂生产的的DG445-880*77型多级级离心泵泵流量455m3
12、/h、扬扬程5660m，配配套沈阳阳电机股股份有限限公司生生产的JJK1113-22型电动动机，功功率1550KVV、电压压3800V、电电流2770A、转转速29940rrpm。锅炉运运行规程程中规定定给水泵泵电机运运行中温温度不超超过900度，滚滚动轴承承65度度，滑动动轴承775度。而而实际运运行中给给水泵电电机出力力增大电电流升高高运行中中温度已已超过990度。电电机在长长期高温温下运行行会发生生绝缘漆漆损坏，线圈融化，轴承弯曲变形电机烧毁等，严重影响了锅炉的安全运行。从以上分分析可以以看出，目目前给水水系统压压力低给给水泵电电流高的的问题已已经影响响到了安安全、经经济的运运行，我我们
13、必须须研究一一个合理理的改进进方法，尤尤其是解解决给水水系统压压力低的的问题来来确保余余热炉的的安全经经济运行行。四、给水水系统存存在的给给水系统统压力低低给水泵泵电流高高原因分分析。经过运行行人员和和技术专专工等人人员的共共同研究究和商讨讨并结合合流体力力学原理理分析造造成给水水系统压压力低给给水泵电电流高的的原因有有三种：1、给水水泵长期期运行效效率低，扬扬程减小小。在余热热锅炉冷冷态启动动过程中中，大约约有半个个小时给给水流量量几乎为为零。给给水泵仅仅依靠再再循环管管路散热热，给水水泵在小小负荷下下效率低低，动力力传递损损失转变变成给水水的热量量，长时时间环流流使给水水温度升升高，平平衡
14、盘泄泄漏水通通过间隙隙过程引引起部分分汽化，产产生高频频诱振，从从而发生生平衡盘盘的磨损损。除氧器器设计温温度1332.99度压力力0.22兆帕，在在实际运运行当中中除氧器器水温度度也能达达到1220度左左右。而而DG445-880*77型多级级离心泵泵级与级级之间用用橡胶垫垫密封长长期在高高温下运运行导致致橡胶垫垫变形密密封不严严，泄漏漏损耗能能量造成成给水泵泵压力低低电流高高。2、给水水系统管管线设计计不合理理，弯头头阀门过过多，沿沿程阻力力和局部部阻力过过大，造造成流体体能量损损失使给给水系统统压力低低。给水系统统管线的的总损失失称为流流体的水水头损失失，而其其中包括括沿程阻阻力损失失和
15、局部部阻力损损失，沿沿程阻力力损失与与管壁粗粗糙度和和管线长长度有关关，局部部阻力与与局部状状态有关关，如阀阀门，弯弯管，流流量孔等等。而中中压给水水要经过过八个直直径766mm的的90度度弯头，五五个截止止阀，两两个止回回阀。造造成流体体能量损损失使给给水系统统压力低低。3、给水水再循环环截流孔孔经给水水长时间间冲刷孔孔径变大大。给水系统统分为中中压给水水系统和和给水再再循环系系统。给给水再循循环管内内按有孔孔径5mmm厚15mmm的截截流孔，给给水再循循环的作作用是保保护给水水泵，在在中压给给水气动动阀开度度过小或或关闭时时使给水水管线内内的水有有所流动动。防止止由于给给水气动动阀关闭闭造
16、成给给水泵憋憋压，压压力不断断上涨而而损坏给给水泵。其次是防止给水气动阀开度过小或关闭，给水泵内水无法流动，叶片与水不断摩擦产生高温使泵汽化。在锅炉正常运行当中负荷不断变化给水流量和压力也不断变化，通过给水再循环截流孔的水流量也在不断变化，在长期的交变水流的冲刷下截流孔径变大，使通流能力增强，造成给水系统压力的给水泵电流高。五、给水水系统压压力低给给水泵电电流高的的改进办办法。我们经过过分析了了解了一一些锅炉炉特点，结结合靖边边电厂实实际的情情况，和和中国船船舶重工工集团第第7033研究所所设计，江江苏南通通万达锅锅炉厂及及个别电电厂相关关技术人人员进行行了探讨讨，针对对我厂余余热锅炉炉给水系
17、系统压力力给水泵泵电流高高问题，提提出了以以下两个改进进办法：方案1.拆除现有有给水泵泵出口阀阀门管道道拆至流流量孔板板前1mm将原来来水平弯弯头改为为垂直弯弯头，管管道垂直直向下至至标高22.1mm处变为为水平走走向，与与原走向向相同。给给水泵出出口逆止止阀，出出口截止止阀改为为垂直式式安装去去掉两个个直径为为76mmm的90度弯弯头，如如图二所示。此此方法的的优点是是改造项项目小，费费用低、便便于施工工，扩展展给水泵泵处的空空间，而而且可以以提高给给水泵出出口压力力，减小小给水泵泵做的无用用功提高高经济效效益。缺缺点是由由于给水水泵出口口处阀门门高度增增加操作作较困难难，需要要增加一一个操
18、作作平台，高高50ccm、铁铁制，造造价1000元左左右。图一：给给水泵出出口改造造前 图图二：给给水泵出出口改造造后方案2.此方案案是在不不改变原原有设计计理念的的情况下下。将原原有截流流孔孔径径5m mm厚100mm的截截流孔板板更换为为前孔径径5mmm厚15mmm,后后孔径88mm厚厚10mmm,总总厚度为为25mmm的程程扩散状状截流孔孔如图11-3所所示。同同时，由由于不锈锈钢比220G钢钢耐冲刷刷，将再再循环管管线更换换为不锈锈钢材质质，再循循环管线线与给水水管线的的连接采采用法兰兰连接的的方式。其优点是，耐用，性能稳定，易施工，造价低，而且可以减小由于给水经过截流孔形成的高压水柱
19、对再循环管壁的冲击。缺点是截流孔处于常开状，在给水泵运行过程中损失一些能量，降低给水泵效率，增加了自用电。 5mm 8mm15mm 10mm 25mm 图表1-3为截截流孔的的剖面图六、改造造设备的的试行（余热锅锅炉给水水系统改改造后流流程图）在设备大大修期间间我们对对上述两两个方案案进行了了具体实实施，在在根本上上解决了了给水系系统压力力低给水水泵电机机电流高高的问题题。下面面是改造造后运行行数据。下图表格格是给水水系统压压力和给给水泵电电流不同同时期变变化日期进口烟温温主蒸汽流量主蒸汽压力主蒸汽温度汽包水位汽包压力中压给水流量中压给水压力给水泵电电流给水泵电电压20088.10.25.4：
20、00045133.003.3004442823.41132.005.46638524020088.10.26.4：00044732.553.2994412913.40031.115.53338524120088.10.27.4：00044330.773.2884402753.41130.665.62238523020088.10.28.4：00044528.993.2994432643.37728.775.73338523020088.10.29.4：00046429.773.2884412843.30029.775.62238423520088.10.30.4：00045829.663.28
21、84452743.41129.115.38839423620088.10.31.4：00045430.773.3004422823.35530.335.355396240 表二根据试运运行期间间的各项项数据表表明给水水泵的电电流和给给水压力力明显提提高，根根据图表表一和图图表二的的对比给给水泵的的电机电电流明显显下降，我我们大致致计算下下：根据据图表一一给水泵泵电流平平均值3300AA，图表表二给水水泵电流流平均值值2400A，改改造后的的电流值值平均下下降了660A。以以给水电电压标准准值为3380VV，功率率因数00.8 计算，每每小时可可节约188.244度电，一一天就节节约4337.776度电电，每度度电按00.5元元计算，一一天就节节约2118.888元。一一年按3300天天计算可可节约6656660元。其二，由于给水泵的出口压力增高，电机的出力减小电机的温度降低，延长了给水泵电机的使用寿命。而改造项目费用，人工费，材料费及截流孔的制造费用共计不超过500元。七、结论论通过这次次改造，使使锅炉的的安全性性能得到到提高，降低了维修成本，减少了自耗电量，创造了一定效益。所以这次改造项目是成功的。八、参考考文献离心泵泵工作原原理流体力力学靖边电电厂余热热锅炉操操作运行行规程14