概要：介绍辽宁清河发电有限责任公司#1机组采用新型密封方式对2台除盐水箱进行的性能改造，通过改造，即节约了资金，又减少了后续的维护工作量，同时还提高了除盐水箱的密封效果，减少了机组补水用除盐水的污染，提高了机组的效率及安全稳定性。
关键词：600MW火力发电机组；除盐水箱；密封方式；设计与应用
目前，广泛应用于600MW火力发电机组凝结水系统补水用除盐水箱的密封方式，主要是浮顶式和浮球式。由于设计时以将除盐水与空气建立隔离为目的，同时还要兼顾密封设备随着水位变化上下移动可能出现的摩擦卡涩问题，随着水位变化的频繁，密封浮顶发生折叠、乱层等现象加重，密封效果急剧下降，导致除盐水箱内的除盐水和空气大面积接触，进而使除盐水水质变差污染，机组效率大大降低，严重影响机组的安全稳定运行。本文介绍的一种除盐水箱的密封方式解决了以上问题，并在辽宁清河发电有限责任公司#1机组凝结水系统补水用除盐水箱改造中取得了良好的效果。
1.凝结水系统
辽宁清河发电有限责任公司为2600MW、2200MW燃煤发电机组，#1机组凝结水系统配置两台100％容量凝结水泵，凝结水泵出水经化学精除盐装置、轴封加热器、#8/#7一体式低压加热器、#6低压加热器、#5低压加热器至除氧器。凝结水泵型号：NLT500－570×4S筒袋型立式多级离心泵，首级双吸，轴向导叶，泵轴向推力由每级叶轮上的平衡孔、平衡腔平衡，其余由推力轴承承担，泵与电机弹性联接；泵导向轴承为高分子材料，水润滑，确保泵组稳定运行。凝结水泵采用机械密封，密封冷却水压力0.4～0.6MPa。凝结水泵配置北京利德华福电气技术有限公司高压变频器，变频器为一拖二型式，利用变频器出口开关进行切换。正常运行时，一台凝泵变频运行，另一台凝泵工频备用。
1.1除盐水箱结构及系统
#1机组的凝结水系统补水用除盐水箱设置为2台直径13m×高15m，容积为2000m3的常温常压圆筒立式水箱，内部衬有聚脲材质防腐层，以浮顶方式密封除盐水箱内液面。
除盐水箱的补水由化学专业除盐水补充，另有#1机组凝结水溢流和凝结水输送泵出口再循环管道接引至除盐水箱，出口经凝结水输送泵至#1机组化学精处理、凝结水泵出口管道、凝汽器补水和除氧器补水及膨胀水箱补水，除盐水箱另安装有溢流管、放水管和呼吸管。
1.2除盐水箱密封方式
#1机组补水用除盐水箱的密封方式为浮顶密封。通过浮顶密封将除盐水和空气及杂质等进行隔离，浮顶与液位计之间用钢丝绳连接，既要起到密封的作用，还要兼顾浮顶设备随着水位变化上下移动时可能出现的摩擦卡涩问题，安装时浮顶密封的边缘与水箱壁之间存在20-50mm的间隙，以保证浮顶的自由运动，防止液位发生较大的偏差。
2.存在问题
1）正常使用时，浮顶密封的边缘与水箱壁之间存在20-50mm的间隙（为方便浮顶上下移动时不发生摩擦卡涩现象），会导致除盐水污染。
2）随着使用时间的增长，水箱水位变化频繁，密封浮顶发生折叠、破损的现象加重，密封效果急剧下降，导致除盐水箱内的除盐水和空气大面积接触，使除盐水污染，水质变差，机组效率大大降低，严重影响机组的安全稳定运行。
3）由于除盐水箱在设计上为圆筒立式，入口管在水箱下部侧面，在水箱补水过程中，会发生旋流现象，使浮顶在液面上不停的旋转，导致浮顶与液位计连接的钢丝绳折断或乱丝。
4）设备检修周期短，每次机组计划检修均对除盐水箱做隔离措施实施全面检查，对浮顶折叠损坏部位进行处理，更换钢丝绳，检修维护成本高。每次做水箱隔离措施要视水箱各阀门的严密性而定，如机组处于运行状态，水箱各阀门有内漏现象便无法单独进行隔离检查。
5）浮顶密封费用较高，且破损严重时更换过程复杂，检修维护还要受机组运行工况和隔离措施是否到位等因素影响。
3.改造方案
国内针对发电机组补水用除盐水箱的密封方式大致有以下两种，分别是浮顶密封方式和浮球密封方式。清河公司内部专家评审队伍针对上述两种改造方案进行了调研和论证，最终确定采用新的密封方式(呼吸阀加逆止阀)作为我公司凝结水系统补水用除盐水箱的改造方案（命名为：一种可自由呼吸的除盐水箱密封方式），原因如下：
1)结构简单，方便安装及日后的维护和检修。
2)节约成本，单台水箱的改造费用在6万元左右，原浮顶密封设备费用在22万元左右。
3)密封效果良好，改造后的除盐水箱出水电导率控制在0.3ｕs/cm以下。
4)运行稳定，由于设计结构简单密封效果好，新安装设备均设计在水箱本体以外，检修和维护密封设备无需停运水箱，连续运行一年多未发生任何缺陷。
4.新的密封方式
考虑到系统稳定性、经济性。清河公司最终确定采用可自由呼吸的除盐水箱密封方式为此次改造方案，即在原呼吸管上安装一台呼吸阀，在溢流管上安装一台逆止阀，液位计与内部通过一个不锈钢材质的浮球连接，结构简单，运行稳定，基本达到零维护状态，密封效果大大高于原浮顶式密封。
密封原理比较：
1)浮顶式密封：此方式只将除盐水液面与空气做硬质隔离，未加其它保护措施，为方便浮顶上下移动时不发生卡涩现象，浮顶与水箱壁之间设计存在20-50mm的间隙，由于水箱较高，加之溢流管和呼吸管均设计为敞口，使水箱内空气会自动形成对流，导致携带一些细微杂质带入水箱内部，使除盐水污染。
2) 可自由呼吸的除盐水箱密封方式：此方式设计将原呼吸管上安装一台呼吸阀，在溢流管上安装一台逆止阀，液位计与内部通过一个不锈钢材质的浮球连接，结构简单，运行稳定。在水箱至现场补水时液位下降，呼吸阀动作打开，逆止阀处于关闭状态，内部空气不发生对流现象；在化学专业至除盐水箱补水时呼吸阀动作打开；液位过高溢流时，逆止阀动作打开，内部液位最高，空气最少，空气不发生对
流现象；停止补水时，呼吸阀处于关闭状态，逆止阀处于关闭状态，此时内部液面与空气处于静止状态，不发生空气对流现象，因此空气与除盐水之间不发生反应，污染最小，可忽略不计。
考虑到我公司除盐水箱的外部环境，将呼吸阀入口管道接引至凝补水泵房内部。
改造前后除盐水箱的密封方式见图1：
图1 改造前后结构对比简图
5.改造效果
通过#1机组凝结水系统补水用除盐水箱的改造，改造后的除盐水箱出水电导率控制在0.13-0.27ｕs/cm以内，如图2所示，密封效果良好。
运行稳定，由于设计结构简单密封效果好，新安装设备均设计在水箱本体以外，检修和维护密封设备无需停运水箱，连续运行一年多未发生任何缺陷。
节约成本，单台水箱的改造费用在6万元左右，原浮顶密封设备费用在22万元左右。
综上所述，本次改造项目可以带来直接经济收益32万元，同时保证了除盐水补水水质的安全稳定，减少了检修维护的工作量，所以新型除盐水箱的密封方式在节约资金与提高系统可靠性等方面有显著的改善效果。
图2（改造前后除盐水箱出口电导率对比）
6.结束语
此次在清河发电公司#1机组除盐水箱进行的可自由呼吸的除盐水箱密封方式改造，在电力系统属于新技术，能从根本上解决发电机组凝结水系统补水用除盐水箱所普遍存在的污染问题和资金较高以及维护不便等问题。因此清河发电公司在技术上论证了改造方案的可行性后决定尝试采用该新技术进行原除盐水箱的节能增效改造。投运的效果也证实了我们的选择是正确的。现在我公司#1机组凝结水系统补水用除盐水箱在正常投运可自由呼吸的除盐水箱密封方式，运行稳定，由于设计结构简单密封效果好，新安装设备均设计在水箱本体以外，检修和维护密封设备无需停运水箱，连续运行一年多未发生任何缺陷，运行期间检测除盐水箱出口电导率在0.13-0.27ｕs/cm。此次改造即节约了资金，又减少了后续的维护工作量，同时还提高了除盐水箱的密封效果，减少了机组补水用除盐水的污染，提高了机组的效率及安全稳定性。
参考文献:
[1]DL/T 5068-2006 火力发电厂化学设计技术规程.中国电力出版社，2006
[2]陈志和．电厂化学设备及系统[M]．北京：中国电力出版社，2006
[3]金明柏.水处理系统设计务实[M]．北京：中国电力出版社，2010
[4]巩耀武，管丙军.火力发电厂化学水处理实用技术[M]． 北京：中国电力出版社，2006
作者简介：王新宇，1978年5月出生，1997年10月参加工作，本科学历，就职于辽宁清河发电有限责任公司生产技术部汽机专业。
论文作者:王新宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/9
标签：盐水论文; 水箱论文; 机组论文; 补水论文; 凝结水论文; 方式论文; 清河论文; 《电力设备》2018年第7期论文;