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爐水循環(huán)泵運行的安全性與經濟性分析

文檔作者：馬燕敏文檔來源：上海電力股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2022年04月28日
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2008年第1期 上海電力
爐水循環(huán)泵運行的安全性與經濟性分析
馬燕敏
(Jk海電力股份有限公司吳涇熱電廠，上海200241)
摘要：爐水循環(huán)泵是300 MW 機組強制循環(huán)鍋爐用于加速爐水循環(huán)、提高鍋爐熱效率的關鍵設備。該泵直
接參與高溫、高壓水循環(huán)，其電機定子繞組長期浸在水中工作，工作條件十分惡劣。在運行中發(fā)生故障會影響
鍋爐安全運行。文章對現(xiàn)有爐水循環(huán)泵運行上存在的問題進行了分析，并針對沖洗方式、運行方式、冷卻循環(huán)
系統(tǒng)的優(yōu)化等作了闡述，整合優(yōu)化既是改善爐水泵電動機的絕緣、提高爐水泵運行安全性的有效途徑，也是保
證整個機組運行的安全性、可靠性和經濟性的重要保證。
關鍵詞：強制循環(huán)鍋爐；爐水循環(huán)泵；冷卻循環(huán)系統(tǒng)
中圖分類號：TK223．5 文獻標識碼：B
1 爐水循環(huán)泵的結構
爐水循環(huán)泵(以下簡稱爐水泵)是300 Mw
強制循環(huán)鍋爐用于加速鍋爐的水循環(huán)、提高鍋爐
熱效率的關鍵設備。
由于爐水泵直接參與高溫、高壓水循環(huán)，工作
條件十分惡劣，驅動爐水泵的電機無法用正常的
填料函或機械密封與鍋爐的高溫、高壓水隔離，定
子繞組長期浸在水中工作，定子繞組不但要具有
足夠的絕緣介電強度和耐水性，而且要耐受鍋爐
水的高溫和高壓作用。到目前為止，還沒有能耐
受250℃ 以上高溫并長期耐水的絕緣材料作定子
繞組的主絕緣，必須采用熱屏、熱頸和熱交換器對
高溫爐水進行冷卻，使爐水泵電機工作在55℃
以下 。
吳涇熱電廠兩臺300 Mw 機組的鍋爐各配
備了3臺德國KSB公司制造的LUV250X2—345／
l型強制爐水泵。該爐水泵采用無軸封的濕定子
電機，電動機殼和泵殼用大法蘭連接成一體，并處
于相同壓力之下，因此不需要軸封。為了有利于
電機的冷卻，采用倒置式，把電機裝在泵的下方。
電機與泵連接處的頸內裝有隔熱柵板，并有高壓
冷卻水通過，以防爐水從泵通往電機內部。電機
內部通有高壓冷卻水，用來冷卻電機線圈產生的
熱量如頸部傳來的熱量，電機冷卻水回路示意圖
見圖l。
爐水泵的推力軸承和支撐軸承采用水潤滑，
而且潤滑膜非常薄，所以運行中冷卻水不可中斷。
如果電機停下，強制循環(huán)也隨之停止，這時對于冷
卻器還要像平時那樣通低壓冷卻水，使高壓冷卻
水能進行自然循環(huán)，以防電機過熱。
由于爐水泵電機線圈和軸承依靠水潤滑，高
揮著至關重要的作用。中心節(jié)點可通過廣域網收
集6個電廠的數據。工程師、操作人員和主管都
可以查看結果及趨勢。這些人員隨時能得到機組
實時負荷和熱效率畫面，從而能夠為提高電廠效
率做出正確的決策。
6 結語
ABB OPTIMAX信息管理系統(tǒng)為電廠管理層
的決策提供真實、可靠的實時運行數據，為市場運
作下的企業(yè)提供科學、準確的經濟性指標。分析機
組的實時運行參數，通過系統(tǒng)強大的數據挖掘、數
據處理與優(yōu)化的功能，對機組乃至全廠的運行狀況
進行準確的分析、診斷與優(yōu)化；通過系統(tǒng)的綜合實
施與運行，為電廠經營、生產、管理的全過程提供了
全面、準確、及時、充分的決策信息，在規(guī)范管理、標
準操作、安全生產、節(jié)能降耗、提高生產率等方面從
實際應用中均取得了明顯的效益。在當前國家能
源政策和電力市場運作模式下，對發(fā)電企業(yè)在提高
機組效率、節(jié)約能耗、降低電力生產成本、提高企業(yè)
綜合經濟效益等方面都將產生巨大的影響。
收稿日期：2007—12—10
作者簡介：鄭 勖(1975一)，男，內蒙古呼和浩特市人，工程
師，碩士，主要從事電力自動控制及能源管理工作。
(責任編輯：呂斌)
一9 一
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上海電力 2008年第1期
圖1 電機冷卻水回路不意圖
壓冷卻水必須清潔干凈，一旦高壓冷卻水受到污
染，不僅會對軸承產生損壞，還會直接影響電機的
絕緣。目前已在電機進口的高壓冷卻水連接管中
裝設過濾器，除去電機內循環(huán)水中的雜質，以防高
壓水受污染。
2 爐水泵運行中存在的問題
自1991年、1992年兩臺300 Mw 機組分別
投產至今，爐水泵運行基本正常。1991年到1 994
年曾發(fā)生過爐水泵結合面泄漏問題，消漏后運行
穩(wěn)定，但依然存在以下不足和問題。
2．1 高壓冷卻水沖洗時間長
爐水泵投運以來，遇停爐檢修放水，按制造廠
要求，在鍋爐本體進水前，爐水泵高壓冷卻水(即
一次冷卻水)必須進行管道沖洗及電動機腔室沖
洗，直至分別達到水質合格。但在具體管道及泵
體沖洗過程中，發(fā)現(xiàn)要達到水質要求，往往要連續(xù)
沖洗近20 h，不僅耗時長，并且浪費了大量的凝
結水，也給機組投運前的準備工作帶來不少麻煩，
使鍋爐水壓試驗、鍋爐水洗工作無法按時進行，影
響了機組的啟動速度。
2．2 爐水泵熱備用難以實現(xiàn)
按制造廠推薦的爐水泵運行方式為2運1
備，在此運行方式下，長期熱備用的爐水泵低壓冷
卻水循環(huán)不佳，引起隔熱體冷卻不均(冷卻水進口
位置溫度最低)，導致金屬材料受熱不均，膨脹量
不一致，形成熱態(tài)隔熱體微量變形，多次發(fā)生爐水
泵的泵體與電機法蘭接合面泄漏缺陷。
一】0 一
由于高壓冷卻水系統(tǒng)在鍋爐投運期間不允
許有一次水滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。因此，為了保證
機組的安全運行，3臺爐水泵長期保持3泵運
行，以犧牲部分經濟性為代價取得更大的安全
保證 。
2．3 爐水泵電機在運行中絕緣降低
曾發(fā)生過多次爐水泵跳閘事故，停爐后測量
電機絕緣電阻值為0，給機組安全運行帶來了不
確定因素，同時也影響機組經濟運行。
3 改進措施
3．1 改進爐水泵的沖洗方式
針對爐水泵投運前的管道及泵體沖洗存在耗
時、耗水量大的問題，通過查閱爐水泵相關資料及
圖紙并根據電機廠修理部門的反饋信息，發(fā)現(xiàn)爐
水泵電機腔室轉子與靜子之間的間隙很小，而電
機下部推力盤拆下時有黑色黏附物，如按制造廠
推薦的沖洗方法，只能進行稀釋式沖洗，必然耗時
長、耗水量大，為此，決定在鍋爐大、小修中，利用
停爐時間長，爐水泵檢修過的情況下，采用浸泡法
進行管道和泵體的沖洗。爐水泵冷卻水系統(tǒng)示意
圖如圖2所示。
注1
圖2 爐水泵冷卻水系統(tǒng)
先進行爐水泵管道沖洗，待水質合格后，將沖
洗水通過注2、注3閥門注入爐水循環(huán)泵，待泵管
放水門和空氣門有水流出后，關閉注3閥門，對爐
水泵電機進行浸泡30 min左右后開啟電機放1、
放2閥門，放盡存水。
重復上述浸泡操作2～3次，可將爐水泵推力
盤內的雜物水，爐水泵濾2前的雜物，通過浸泡的
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2008年第1期 上海電力
沖水經電機放1、放2閥門放出，較好地達到爐水
泵沖洗的效果。例如：對11號爐爐水泵C改進
沖洗方式后，使用浸泡法沖洗，爐水泵沖洗時間可
減少9～14 h。按爐水泵沖洗要求進水速度控制
在5 L／rain，至少可節(jié)約用水2．7 t，從而在沖洗
時間和用水量上取得明顯實效。尤其是大修后對
爐水泵及電機經過檢修工作的情況下，節(jié)能效果
更加顯著，這也有利于提升機組投運的效率。
3．2 加裝輔助循環(huán)冷卻泵
采用3臺爐水泵同時運行的方式，可有效杜
絕爐水泵大法蘭泄漏故障的發(fā)生，從而有效提高
機組運行的可靠性和鍋爐連續(xù)運行小時，減少機
組的啟停次數。但這樣以犧牲部分經濟性的代價
換取安全性的做法并非完全之策，特別在目前電
力市場競爭激勵，提倡節(jié)能增效的大環(huán)境下，采取
必要的措施實現(xiàn)爐水泵的熱備用已迫在眉睫。
通過研究分析，發(fā)現(xiàn)在爐水泵停運期間，只要
爐水泵電機腔高壓冷卻水能夠保持正常循環(huán)，結
合面就不會出現(xiàn)泄漏。因此，可在爐水泵高壓冷
卻水管道中串聯(lián)一輔助循環(huán)冷卻泵，當爐水泵停
運后，輔助泵自啟動，為冷卻水提供循環(huán)動力使其
正常流動，保持高壓冷卻水的正常循環(huán)，從而實現(xiàn)
爐水泵的熱備用狀態(tài)。
根據石橫電廠的運行經驗，加裝輔助冷卻循
環(huán)泵后，機組不僅實現(xiàn)了2臺爐水泵運行、一臺備
用的運行方式，而且其他兩臺爐水泵電流只是略
有升高(升高1～2 A)。一臺爐水泵電機的額定
功率為200 kw ，輔助冷卻泵電機額定功率為4．5
kw ，一年按7 000 h計算，每年每臺鍋爐可節(jié)約
廠用電1 368 500 kw ·h。不但有效減少了廠用
電，延長了備用爐水泵的壽命，而且節(jié)省了維護費
用，經濟效益十分可觀。
3．3 改善爐水泵電機的冷卻循環(huán)
針對運行中的爐水泵跳閘，電機絕緣下降等
問題，分析認為溫度高于65℃ 的原因有兩種可能
性：一是熱工溫度報警裝置故障；二是電機內部電
氣故障短路跳閘引發(fā)高溫。經檢查分析，最終找
到故障原因是由于電機轉子與靜子間隙很小，且
電機工作時完全浸在水中，其靜子線圈線棒是用
高壓照射聚已烯絕緣，并用聚酰胺機械保護套管
組成。在加工中如保護管彎曲不均勻發(fā)生毛齒，
很可能頂穿保護層。另外，在運行中高壓冷卻水
的微小雜物可能造成保護層的磨損。保護管的磨
損、穿透會影響電機絕緣，甚至會導致絕緣擊穿，
造成電機腔室回水溫度瞬間過高，超過保護動作
值而跳泵。
針對電機“過熱”跳閘的原因，對原制造廠
KSB提供的電動機高壓冷卻水與隔熱屏(隔熱
柵)低壓冷卻水并為一路的方案進行改造(參見圖
1)。按原冷卻方案，高壓冷卻水經冷卻器冷卻后
進人電動機下部，經電動機下部推力盤葉輪流向
電動機出口，高壓冷卻水經隔熱屏進行熱交換帶
走熱量，隔熱屏回水門的開大、關小直接影響電動
機冷卻水量的變化和隔熱屏冷卻效果。
為了確保運行爐水泵的電機有足夠的冷卻水
量并保證隔熱屏(隔熱柵)的隔熱效果，防止高溫
爐水溫度向下傳遞。經過大修，首先將3臺爐水
泵的隔熱屏低壓冷卻水單獨接一路進、回水管，確
保電動機、隔熱屏(隔熱柵)有足夠量的冷卻水，避
免電機過熱的現(xiàn)象。
在機組大、小修中，對爐水泵的管道和泵體應
作徹底的浸泡沖洗，并利用電機腔室內的浸泡沖
洗水，沖走爐水泵濾2閥門前及推力盤間隙中的
雜物，以確保爐水泵在投運前排盡雜物、水質優(yōu)
良，影響爐水泵的電機絕緣和正常運行。
4 結語
爐水泵是電廠生產中必不可少的重要設備，
針對現(xiàn)有爐水泵的沖洗方式、運行方式、冷卻循
環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化，既是改善爐水泵電機的絕緣、提
高爐水泵運行安全性的有效途徑，也是保證整
個機組運行的安全性、可靠性和經濟性的重要
保證。
通過改進爐水泵的沖洗方式、加裝輔助循環(huán)
冷卻泵和改善爐水泵電機的冷卻循環(huán)，用以有效
提高爐水泵運行的可靠性、安全性及可持續(xù)運行
小時，從而確保整個300 Mw 機組能夠穩(wěn)定、安
全、可靠、經濟地運行。
參考文獻：
[1] 孫樹敏，鄧悌康．強制循環(huán)鍋爐爐水泵電機主要故障及改進
措施[J]．中國電力，2000，33(12)：75—77．
[2] 李曉峰．關于300 MW 機組爐水循環(huán)泵長期泄漏聞題的處
理EJ]．電站輔機．1996(3)：43～46．
收稿日期：2007—12—14
作者簡介：馬燕敏(1982一)，女，上海人，本科，助理工程師，
從事電廠熱工全能巡視工作。
(責任編輯：杜建軍)
一1 1

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