凝结水系统.docx
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凝结水系统
凝结水系统及其设备
主凝结水系统指由凝汽器至除氧器之间与主凝结水相关的管路与设备。
主凝结水系统的主要作用是加热凝结水，并将凝结水从凝汽器热井送至除氧器。
作为超临界机组。
对锅炉给水的品质要求很高，因此主凝结水系统还要对凝结水进行除盐净化。
此外，主凝结水系统还对凝汽器热井水位和除氧器水箱水位进行必要的控制调节，以保证整个系统安全可靠运行。
同时，主凝结水管路还引出了多路分支，在运行过程中提供有关设备的减温水、密封水、冷却水和控制水。
由于热力循环中有一定流量的汽水损失，在凝结水系统中必须给予补充。
补充水源来自化学除盐水。
系统的组成
本系统的主凝结水系统包括两台100％容量立式筒形凝结水泵、凝结水精处理装置、一台轴封冷却器、三台低压加热器、一台凝结水补水箱和三台凝结水补水泵。
为保证系统在启动、停机、低负荷和设备故障时运行的安全可靠性，系统设置了为数众多的阀门和阀门组。
主凝结水的流程为：
低背压凝汽器热井一凝结水泵一轴封冷却器一#7低压加热器一#6低压加热器一#5低压加热器一除氧器。
1、凝结水泵及其管道
系统设有两台全容量的电动凝结水泵，一台正常运行，一台备用。
凝结水从低背压凝汽器热井经一总管引出，然后分两路接至两台凝结水泵的进口，经升压后再合并成一路去凝结水精处理装置。
每台泵的进口管道上装有闸阀和滤网。
闸阀用于水泵检修时的隔离，在正常运行时应保持全开。
滤网能防止热井中可能积存的残渣进入泵内。
凝泵进口管道上设置电动隔离阀、滤网及波形膨胀节，出口管道上设置止回阀和电动隔离阀。
逆止阀能够防止凝结水倒流入水泵。
进出口的电动阀门将与凝泵联锁，以防止凝泵在进出口阀门关闭状态下运行。
两台凝结水泵及其出口管道上均设置抽空气管，在泵启动时将空气抽至低背压凝汽器。
2、凝结水的精处理
为进一步确保锅炉给水品质，主凝结水系统中加入凝结水精处理装置。
防止由于凝汽器白钢管泄漏或其它原因造成凝结水中含盐量大。
本系统的凝结水精处理装置采用中压系统的连接方式，即无凝结水升压泵而直接将凝结水精处理装置串联在凝结水泵出口。
这时，凝结水精处理装置承受凝结水泵出口的较高压力。
这种系统的优点是设备少（节省了两台凝结水升压泵及其再循环管路、阀门等）、阀门少、凝结水管道短，简化了系统，便于运行人员操作。
低压系统（凝结水精处理装置位于凝结水泵和凝结水升压泵之间，凝结水须经二次升压，此时凝结水精处理装置承受较低压力）常常因凝结水泵和凝结水升压泵不同步及压缩空气阀门不严，导致空气漏入凝结水精处理系统，使凝结水中溶解氧含量大增。
中压系统则避免了这个问题，运行时几乎无空气漏入凝结水系统，保证了凝结水的较低含氧量。
凝结水精处理装置的进、出口管道上各装有一只电动隔离阀，同时与之并联一条旁路管道，装有电动旁路阀。
在启动充水或运行时装置故障需要切除时，旁路阀开启，进、出口阀关闭，主凝结水走旁路；装置投入运行时，进、出口阀开启，旁路阀关闭。
3、轴封冷却器及凝结水最小流量再循环
经凝结水精处理装置后的凝结水的大部分进入轴封冷却器。
轴封冷却器进口的主凝结水管路上设置流量测量孔板，以便测量主凝结水流量。
轴封冷却器为表面式热交换器，用于凝结轴封漏汽和门杆漏汽。
轴封冷却器以及与之相连的汽轮机轴封汽室依靠轴封风机维持微真空状态，以防止蒸汽漏入环境或汽机润滑油系统。
为维特上述的真空，降低轴封风机的功率，还必须有足够的凝结水量流过轴封冷却器来保证完全凝结上述漏汽。
在机组启动或低负荷时，主凝结水的流量将远小于额定值，但如果凝结水泵的流量小于允许的最小流量，水泵有发生汽蚀的可能。
同时轴封冷却器的加热蒸汽是来自汽轮机轴封漏汽，无论是启动还是负荷变化，这些蒸汽都要有足够的凝结水来使其冷却后凝结，因此为兼顾在正常运行、启动停机和低负荷运行时机组、凝结水泵及轴封冷却器各自对流量的需求，轴封冷却器后设有再循环，必要时使部分凝结水经再循环阀返回凝汽器，以加大通过凝结水泵和轴封冷却器的凝结水流量。
再循环流量取凝结水泵或轴封冷却器最小流量的较大值。
而连接轴加进出口管道的旁路阀则能够调节通过凝结水泵和轴加的凝结水流量，使其分别满足两者的要求。
凝结水最小流量再循环装置由—个调节阀、两个隔离阀和一个旁路阀组成，其后设置流量测量装置。
正常运行时，隔离阀全开，旁路阀关闭。
调节阀检修时，关闭两侧隔离阀，开启旁路阀。
4、除氧器水箱水位控制
除氧器水箱水位调节装置安装在轴封冷却器和#7低压加热器之间，由调节装置和一只旁路阀组成。
调节装置由一个调节阀和其前后的两个隔离阀组成。
当除氧器水箱水位升高且机组负荷减少时，调节阀关小，反之则开大。
5、低压加热器及其管道
系统中的低压加热器均采用全容量表面式加热器（抽汽压力由高到低为#5、#6、#7。
#5和#6低压加热器为卧式，均采用小旁路（每个加热器有单独的旁路）。
当加热器水位过高或因其它故障需要隔离检修时，关闭该加热器进、出口电动闸阀，电动旁路阀自动开启。
#7低压加热器为卧式组合结构置于凝汽器喉部，采用大旁路系统。
当其故障时，进、出口电动闸阀自动关闭，电动旁路阀自动开启。
#5低压加热器出口的主凝结水经过一个逆止阀进入除氧器。
逆止阀可以防止机组低负荷或事故甩负荷时，除氧器内蒸汽倒入凝结水系统，造成管系振动。
#7安装在低背压凝汽器喉部，7段抽汽管道分别布置在凝汽器内部，因此无法装设隔离阀和逆止阀。
为防止#7低压加热器满水造成汽轮机进水，在水侧采取隔离措施。
#7低压加热器的进、出水阀和旁路阀均采用电动阀，并与低加高一高水位信号联动。
当#7低压加热器出现高水位时，在控制室报警；当水位继续升高达到高一高水位时，在控制室报警的同时，进出口电动闸阀关闭，电动旁路阀开启，凝结水经旁路运行。
6、启动排水系统
#5低压加热器出口管道上引出一路排水管接至循环水排水管道，排水管道上设有一个电动闸阀和一个逆止阀。
该管道只在机组启动期间使用，以排放水质不合格的凝结水。
当凝结水的水质符合要求时，关闭排水阀，开启#5低压加热器出口阀门，凝结水进入除氧器。
在凝汽器底部也接出一根排污管道，管道上装设手动闸阀，在机组投运前冲洗凝结水管道时，将不合格的凝结水排至循环水坑。
7、主凝结水的其它用途
为满足热力系统的运行需要，从凝结水精处理装置出口的主凝结水管上引出多路分支，供给热力系统的不同部位。
这些分支主要包括：
低压旁路的二、三级减温水；汽机低压缸的低负荷喷水；凝汽器一、二号疏水扩容器；低压缸汽封减温器；真空泵补充水；闭式循环冷却水系统；定子冷却水系统；凝汽器真空破坏阀密封水；采暖减温器；灭火蒸汽减温器；厂前区系统减温器；给水泵密封水；小汽机排汽管；辅助蒸汽至轴封蒸汽减温器。
8、补充水系统
每台机组设有一台300m3的贮水箱，在正常运行时向凝汽器热井补水和回收热井高水位时的回水，以及提供化学补充水；机组启动期间向凝结水系统及闭式循环冷却水系统提供启动注水。
储水箱水源来自化学水处理室来的除盐水，其水位由补充水进水管上的调节阀控制。
二台机组的储水箱设有联络管。
每台储水箱配备一台启动凝结水补水泵和两台正常凝结水补水泵，启动补水泵主要用于启动时向热力系统、锅炉、闭式循环冷却水系统注水。
泵入口设有滤网和手动隔膜阀，泵出口设有止回阀和手动隔膜阀，在泵出口与止回阀间接出最小流量再循环管路。
此外，该泵设有由一止回阀和一手动隔膜阀组成的旁路，机组正常运行时通过该旁路靠储水箱和凝汽器真空之间的压差向凝汽器补水。
当真空直接补水不能满足时，开启凝结水输送泵向凝汽器补水。
凝汽器补水控制装置设置两路：
一路为正常运行补水，另一路为启动时凝结水不合格放水时的大流量补水。
三、主要设备及系统的运行
（一）凝结水泵
凝结水泵的作用是将凝汽器热井汇集起来的凝结水的压力提高到一定值，使其能够经过低压加热器回热后进入除氧器。
本机组凝结水泵采用长沙水泵厂引进日本口立制作所技术产生的C720
-4型凝结水泵，凝结水泵流量的大小的选择主要与机组凝汽器的凝汽里有关，扬程的高低与除氧器的工作压力以及低压加热器系统（包括凝结水深度处理装置）的阻力有关。
1、技术规范：
凝结水泵的技术规范
项目
单位
数据
制造厂
长沙水泵有限公司
型号
C720III-4
型式
立式筒袋型
进水温度
℃
≤80
进水压力
kPa
13
流量
m3/h
1830
扬程
m
352
效率
％
84
必须汽蚀余量
m
4
转速
r/min
1480
泵级数
4
首级叶轮形式
双吸
密封形式
机械密封
密封水流量
L/min
6～9
密封水压力
MPa
0.1～0.2
冷却水流量
m3/h
0.84～0.96
冷却水压力
MPa
0.1～0.3
轴功率
kW
2114.9
接口法兰
进口
公称压力
出口
MPa
1.0
接口管子规格
进口
mm
6.3
（ф×S）
出口
mm
DN900
旋转方向
时针
（从电机向泵看）
DN500
电动机技术规范
项目
单位
数据
制造厂
湘潭电机厂
型号
YKSL2400-4/YSPKSL2400-4/1180-1
型式
立式
额定功率
kW
2400
额定电压
kV
10
额定电流
A
165.2
同步转速
r/min
1493
频率
Hz
50
效率
％
95.3
功率因数
0.88
堵转转矩
（倍）
0.8
堵转电流
（倍）
6.0
最大转矩
（倍）
1.8
绝缘等级
F级
重量
kg
13300
冷却方式
全封闭带水—空冷却器IC81W
旋转方向
逆时针
（从电机主轴伸端看电机）
电机冷却水量
t/h
24
电机冷却水压力
MPa
0.25～0.5
轴承型号
1330BCBMSKF6236/P63
润滑脂
7008航空润滑脂
凝结补水泵的技术规范
项目
单位
数据
制造厂
上海东方泵业有限公司
型号
DFCZ50-160B
流量
m3/h
40
扬程
m
30
效率
％
72
转速
r/min
2900
凝结补水泵电机的技术规范
项目
单位
数据
制造厂
上海东方威尔
型号
Y2-132S2-2
电流
A
14.9
转速
r/min
2900
功率
kW
7.5
启动上水泵的技术规范
项目
单位
数据
型号
DFCZ200-500D
流量
m3/h
530
扬程
m
65
转速
r/min
1450
功率
kW
160
启动上水泵电机的技术规范
项目
单位
数据
制造厂
佳木斯电机
型号
Y3315L1-4
电流
A
278.5
绝缘等级
F
转速
r/min
1485
功率
kW
160
2、凝结水泵的性能要求
凝结水泵在高度真空的条件下输送凝汽器热井中处于饱和水状态的凝结水，由于这一特殊要求，凝结水泵应具有较低的汽蚀余量。
大型凝结水泵首级叶轮采用双吸形式，以降低泵的汽蚀余量，使泵其备高的吸入性能。
水泵的叶轮特别是首级叶轮材质应有良好的抗汽蚀性能。
同时也要求泵有较高的效率和较宽的高效区，泵的Q—H（流量—扬程）特性曲线应尽量平缓．这样在流量变化较大的情况下，其扬程变化较小，以适应机组运行工况变化的要求。
同时，凝结水泵的关闭点扬程不应太高。
（见图5-16）。
图5-16凝结泵特性曲线
3、凝结水泵结构形式及特点
本机组用凝结水泵，采用地坑立式外筒型多级空间导叶离心泵（见图5-17）。
图5-17凝结水泵结构
1、吸入喇叭口2、双吸首级用轮3、泵体4、导叶体5、次级叶轮6、外筒体7、主轴8、压水接管9、安装垫板10、吐出弯管11、机械密封或填料密封部件12、推力轴承部件13电机支座等组成。
水泵本体通过压水接管用螺拴与吐出弯管相连接，安装在带有安装底板的外筒体内。
转子部件由导轴承径向支承．轴承由泵自身水润滑。
轴封为填料密封．泵本体通过螺栓紧固在吐出弯管下法兰，由压水接管、导叶体、泵体、叶轮、吸入喇叭口等组成，并在吸入喇叭口处设置径向支撑，使其在外筒体内可以牢固定位。
泵在启动和运行中所产生的轴向推力由泵的推力轴承承受（也可由电机承受），电机轴与泵轴通过刚性联轴器联接，转子部件的轴向高度通过泵联轴器和电机联轴器之间的调整螺母进行上、下调核，使首级叶轮出口与泵体流道中心相一致。
叶轮、轴套等通过键固定在轴上。
凝结水泵的轴端密封采用机械密封形式，凝泵机械密封水水源两路：
一路由凝补水供给，一路由凝结水泵出口经过减压阀后供给，正常运行时密封水由凝泵出口供给。
设置密封水原因：
凝结水泵在备用时处在高度真空下，因此，凝结水泵必须有可靠的密封。
凝结水泵除本身有密封填料外，还必须使用凝结水作为密封冷却水。
若凝结水泵盘根漏气，则将影响运行泵的正常工作和凝结水溶氧量的增加。
凝结水泵盘根使用其它水源来冷却密封，会使凝结水污染，所以必须使用凝结水来冷却密封盘根。
凝泵入口抽空气管的作用：
凝泵运行时入口压力很低，很容易漏入空气，还可能有一部分不凝结气体聚集。
如果不将这部分气体抽出就会导致凝泵出力波动下降甚至打不出水。
凝汽器抽空气管道就是利用凝汽器内的真空将凝泵入口的气体抽出，保证凝泵的正常工作。
首级双吸叶轮两侧设有导流器，使首级叶轮的入口水流分布均匀，降低吸入口带气的可能性；首级叶轮进口处壳体设计成喇叭状，增大了吸入口的直径和首级叶轮叶片的进口宽度，使叶轮入口部分流体的流速降低，减少了泵的必须汽蚀余量；叶轮是泵的主要零件，其作用是在效率最高的情况下把机械能转化为输送液体的动能。
泵体收集从叶轮出口流出的液体，改变液流的方向，同时要在损失最小的情况下使液体的速度能转化为压力能。
空间导叶体也要在损失最小的情况下，把从次级叶轮出口流出的液体收集，改变液流的方向，把液体的速度能转化为压力能。
上述泵的三个主要零件，其设计和制造的好坏，将决定泵性能的优劣。
（二）凝结水泵的运行
1、管道注水：
（1）对凝汽器及凝结水泵注水：
①开启凝结水泵入口电动门；
②开启凝结水泵入口抽空气门；
③凝泵泵体通过凝汽器静压注水；
（2）凝结水管道注水：
①确认凝结水所有用户阀门处于关闭状态。
②精处理大旁路手动门开启，精处理旁路电动门开启；
③开启凝结水母管排空阀、轴加后管道排空门；
④确认锅炉上水泵启动，开启锅炉上水泵至凝结水管道注水门；
⑤轴加后管道排空门有稳定水流出后关闭，母管压力>0.2MPa,关注水门；
⑥除氧器上水调阀后管道注水可在凝结水泵启动后进行。
2、凝结水泵的启动
1）通知化学专业人员确认凝结水精处理装置走旁路；
2）凝泵的启动：
满足启动条件，在DCS画面启动凝泵，检查出口电动门联锁全开，维持出口压力在正常范围；凝结水泵在出口电动门关闭的工况下运转时间不得超过两分钟，启动后就地检查凝泵运行正常；
清理滤网措施：
停泵—检查逆止门是否关回—关出口门—关入口门（观察泵出口压力变化）--关抽空气门—关密封水、冷却水—开滤网排空门（观察排汽装置压力）--放水。
3、凝结水泵的停机
首先关闭出口阀。
若先关入口阀，则泵会发生汽蚀．造成无水烧结；
关闭电源后，确认泵的转动由快变慢直到停止，切勿快速制动停泵。
另外记录好泵停止的惯性时间，为下次运转作参考；
水泵停止后．再关闭入口阀及其他小配管的阀门；
4、凝结水泵运行时禁止事项
不得在规定流量范围以外（最大流量以上）运行；
水泵绝对不能无水空转和逆向旋转；
不得在平衡管路上有阀门处于关闭状态下启动（运转）水泵；
不得在轴封水流动不畅的状态下启动（运转）水泵。
（三）、凝结水系统的报警、联锁与保护
启动条件：
1排汽装置水位>1000mm；
2凝结水泵入口电动门开；
3凝泵电机线圈温度＜100℃；
4电机轴承温度＜70℃；
5凝泵推力、径向轴承温度＜70℃；
6凝结水泵出口电动门已关或另一台凝结水泵运行且该凝结水泵在备用。
报警及跳闸定值
1排汽装置水位（距底部）：
低I：
1000mm
低II：
800mm
低III：
400mm
正常：
1200mm
高I：
1500mm
高II：
1800mm
2
设备名称
单位
报警值
跳泵值
凝泵电机上轴承温度
℃
70
90
凝泵电机下轴承温度
℃
70
90
凝泵轴承温度
℃
75
90
凝泵电机线圈温度
℃
110
130
3凝结水泵的保护
凝泵电机上轴承温度＞90℃；
凝泵电机下轴承温度＞90℃；
凝泵推力轴承温度＞90℃；
凝泵电机线圈温度＞120℃；
排汽装置水位低三值；
凝泵入口电动门关闭延时2s；
凝结水泵启动正常后，出口电动门未打开，延时30s；
手动停泵。
4排汽装置水位联锁
水位高一值：
联关排汽装置补水调节阀；
水位高二值：
保护关凝汽器补水调阀，关排汽装置补水调阀后电动阀，闭锁开低旁，保护关低旁；
水位低一值：
联开补水调节阀，禁启凝泵；
水位低三值：
跳凝结水泵。
四、凝结水泵的异常及事故处理
1发生下列情况之一应紧急停泵：
1）、凝结水泵发生强烈振动
2）、凝结水泵内有清晰的金属摩擦声
3）、电动机冒烟或着火
4）、轴承冒烟或轴承温度超过极限值时
5）、凝结水泵泄漏威胁人身及设备安全时
2凝结水泵汽化
现象：
1、凝结水泵出口压力摆动，流量不稳或到零，电流下降并摆动。
2、凝结水泵出口母管振动，逆止门发出撞击声。
原因：
1、凝汽器水位低
2、进口管漏入空气
3、入口滤网堵塞
4、凝结水泵密封水压力低或失去
处理：
1、发现凝结水泵有汽化象征，立即检查凝汽器水位，核对就地水位计与集控室内DCS画面水位指示，发现水位低应增大补水量，将水位补至正常
2、检查凝结水泵泵体抽空气门开启，如系凝结水泵出力过大造成振动过大，应根据除氧器水位及时关小除氧器上水门
3、检查凝结水泵进口门盘根及密封水密封情况，调整盘根紧力及密封水量
4、经上述调整无效，启动备用泵，停止故障泵
3凝结水泵轴承温度高
原因：
1、凝结水泵轴承冷却水中断或流量低
2、轴承润滑不良
3、轴承损坏
4、凝结水泵过负荷
处理：
1、检查投入凝结水泵轴承冷却水
2、检查油质尧油位，更换油及加油
3、检查或更换轴承
4、降负荷运行
5、切换凝结水泵运行，联系维护处理
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