一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统的制作方法

1.本发明属于水泵密封控制技术领域，具体地涉及一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统。


背景技术：

2.目前，大容量（600mw及以上）的发电厂（或热电厂）的超临界或超超临界机组配置的主给水泵多为汽动给水泵，其轴向密封采用螺旋轴套水力密封（俗称水力密封）方式。水力节流轴封的密封水为凝结水，压力为1.5～3.8mpa；密封水回水温度高于90℃时，将连锁调整主给水泵；为确保给水泵水力密封的安全，密封水泵采取变频转速调节，但为了保证较高的密封水压力，从而确保密封水压力及回水温度正常，密封水泵会长期在高频率状态下运行，不能实现深度变频，因而密封水泵的电耗较高。
3.另外，热电厂或发电厂超临界或超超临界机组配置的主给水汽泵给轴端水力螺旋密封通过注入比其密封腔室内压力高的凝结水来实现，以防止主给水泵泵体内的介质通过轴封处往外泄漏，为减少工质损失，凝结水都予以回收。为减小对主机真空的影响和机组运行灵活性，给水泵密封水回水不直接接至凝汽器，而经密封水回收系统后排至凝汽器回收。热电厂或发电厂的汽动给水泵的密封水大致流程如下：凝汽器中凝结水经变频凝泵升压后，进入主给水泵密封水系统，经过滤网过滤去水中杂质后，由密封水温度调节阀根据密封水回水温度控制密封水量进入给水泵螺旋轴套密封冷却系统，密封水回水回收至凝汽器。现机组主给水泵回水分两路，一路通过水封装置排至高低背疏水扩容器回收，另一路至无压回水直接排放至地沟，造成大量凝结水浪费，增加了运行成本。
4.此外，凝结水控制逻辑为，除氧器上水主调阀根据除氧器水位、除氧器进水流量、给水量，三冲量调节维持除氧器水位在设定值。凝结水泵工频或变频调节凝结水压力，该压力设定值为负荷的函数。然而，目前采用的密封水系统和凝结水控制逻辑是由安装在泵密封衬套前的进水管路上温度传感器提供密封水温度，信号传输到dcs（温度指示控制器），dcs对收到的数据进行处理，继而给定位器（电动或汽动执行器）一个动作信号，控制tcv温度调节阀（调节阀）的开度，依此来调节进入到水力密封衬套的密封水的温度，使之达到预设的温度，然后进入密封腔内，起到密封作用。若凝结水系统发生故障，凝结水泵出口压力突降，控制密封水压力的调节阀有一定的滞后性，密封水温度会突升，因密封水温度控制tcv调节阀有一定的滞后性，密封水温度会突然升高，超过预定的极限温度造成报警，导致主给水泵跳闸停运，发生不必要的机组非停工。


技术实现要素：

5.本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统；本发明能够及时有效防止发生不必要的机组非停；密封回水能够完全有效回收，无外排放，保证现场生产环境的清洁与环保；可以防止前置泵出口压力的突升或突降，保证主给水泵的运行安全与全生命周期。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
7.本发明提供一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，包括汽动给水泵，所述汽动给水泵的驱动侧水力密封出水口处连接有第一回水管路，所述汽动给水泵的非驱动侧水力密封出水口处连接有第二回水管路，所述第一回水管路与所述第二回水管路共同汇总至回水母管路，所述回水母管路一端为清洗口，另一端连接至多级水封器的输入端，从所述多级水封器的输出端引出水封器回水管路至凝汽器的输入端，从所述凝汽器的输出端引出进水母管路，所述进水母管路依次经过凝结水泵、除氧器和过滤器后，分支成第一密封进水管路和第二密封进水管路，所述第一密封进水管路连接至所述汽动给水泵的驱动侧水力密封进水口，所述第二密封进水管路连接至所述汽动给水泵的非驱动侧水力密封进水口，所述第一密封进水管路和第二密封进水管路上分别设置有第一差压控制阀和第二差压控制阀，所述第一差压控制阀通过管路连接第一截止阀后再连接至第一进气口，所述第二差压控制阀通过管路连接第二截止阀后再连接至第二进气口，所述第一密封进水管路上分支出第一密封冲洗差压测定管路，所述第一密封冲洗差压测定管路连接至前置泵的泵入口处，所述第二密封进水管路上分支出第二密封冲洗差压测定管路，所述第二密封冲洗差压测定管路也连接至所述前置泵的泵入口处，所述第一密封冲洗差压测定管路上设置有第一差压变送器，所述第二密封冲洗差压测定管路上设置有第二差压变送器，所述前置泵的泵出口设置有压力变送器，所述第一回水管路上设置有第一温度传感器，所述第二回水管路上设置有第二温度传感器，所述第一差压变送器、所述第二差压变送器、所述压力变送器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器同时与中控室连通。
8.进一步地，所述回水母管路上设置有闸阀，所述水封器回水管路上设置有闸阀，所述进水母管路在所述凝结水泵的前端设置有闸阀，所述过滤器前后端均设置有闸阀，所述第一密封进水管路在所述第一差压控制阀前后端均设置有闸阀，所述第二密封进水管路在所述第二差压控制阀前后端均设置有闸阀。
9.更进一步地，所述过滤器与所述过滤器前后端的所述闸阀共同并联设置有旁路，所述旁路上设置有闸阀。
10.更进一步地，所述第一差压控制阀与所述第一差压控制阀前后端的所述闸阀共同并联设置有第一备用管路，所述第一备用管路上也设置有闸阀。
11.更进一步地，所述第二差压控制阀与所述第二差压控制阀前后端的所述闸阀共同并联设置有第二备用管路，所述第二备用管路上也设置有闸阀。
12.进一步地，所述第一回水管路分成四路第一回水分支管路分别与所述汽动给水泵的驱动侧水力密封出水口处连接。
13.进一步地，所述第二回水管路分成三路第二回水分支管路分别与所述汽动给水泵的非驱动侧水力密封出水口处连接。
14.进一步地，所述回水母管路上设置有排水管路，所述排水管路上设置有闸阀。
15.进一步地，所述回水母管路上设置有注水管路，所述注水管路上设置有闸阀。
16.进一步地，所述水封器回水管路上设置有水封器回水排放管路，所述水封器回水排放管路上设置有闸阀。
17.本发明的有益效果。
18.本发明通过设置新式的汽动给水泵回水系统并能够通过“差压+温控”的方式对密
封进水进行控制，当系统内凝结水泵压力调整不及时，造成密封水温度突然升高时，系统能够及时有效连锁控制汽动给水泵跳闸、停运，防止发生不必要的机组非停，具有较好的稳定性和抗干扰能力；能够通过变频连锁调节凝结水泵的转速，降低凝结水泵的能耗；能够经过控制系统的控制对密封回水完全有效回收，避免回水无控制地直接无外排放，保证现场生产环境的清洁与环保；通过对前置泵出口压力连锁控制，可以防止前置泵出口压力的突升或突降，保证主给水泵的运行安全与全生命周期。
附图说明
19.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.图1为本发明的整体结构示意图。
21.图中标记：1为汽动给水泵、2为第一回水管路、3为第二回水管路、4为回水母管路、5为清洗口、6为多级水封器、7为水封器回水管路、8为凝汽器、9为进水母管路、10为凝结水泵、11为除氧器、12为过滤器、13为第一密封进水管路、14为第二密封进水管路、15为第一差压控制阀、16为第二差压控制阀、17为第一截止阀、18为第一进气口、19为第二截止阀、20为第二进气口、21为第一密封冲洗差压测定管路、22为第二密封冲洗差压测定管路、23为第一差压变送器、24为第二差压变送器、25为前置泵、26为压力变送器、27为第一温度传感器、28为第二温度传感器、29为闸阀、30为旁路、31为第一备用管路、32为第二备用管路、33为第一回水分支管路、34为第二回水分支管路、35为排水管路、36为注水管路、37为水封器回水排放管路。
具体实施方式
22.结合附图所示，本实施方式提供了一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，包括汽动给水泵1，汽动给水泵1的驱动侧水力密封出水口处连接有第一回水管路2，第一回水管路2分成四路第一回水分支管路33分别与汽动给水泵1的驱动侧水力密封出水口处连接。
23.汽动给水泵1的非驱动侧水力密封出水口处连接有第二回水管路3，第二回水管路3分成三路第二回水分支管路34分别与汽动给水泵1的非驱动侧水力密封出水口处连接。
24.第一回水管路2与第二回水管路3共同汇总至回水母管路4，回水母管路4一端为清洗口5，另一端连接至多级水封器6的输入端。
25.回水母管路4上设置有闸阀29控制整体回水母管路4开关。
26.回水母管路4上设置有排水管路35，排水管路35上设置有闸阀29，为便于多级水封器6事故时隔离排出检修排水，排水管路35直接接向地坑。
27.回水母管路4上设置有注水管路36，注水管路36上设置有闸阀29，多级水封器6首次启动前，需要通过闸阀29打开注水管路36向多级水封器6内注满水，注入减温水一方面防止回水汽化，另一方面启动注水水封，确保机组真空建立。
28.多级水封器6在密封控制系统中较为常见，多级水封器6的布置位置低于汽动给水泵1的轴端密封水排水口，一般布置在汽机房0m层，多级水封器6输出端端口标高应在凝汽器8热井最高水位以上。
29.从多级水封器6的输出端引出水封器回水管路7至凝汽器8的输入端，水封器回水管路7上设置有闸阀29，水封器回水管路7上设置有水封器回水排放管路37，水封器回水排放管路37上设置有闸阀29。
30.从凝汽器8的输出端引出进水母管路9，进水母管路9依次经过凝结水泵10、除氧器11和过滤器12后，分支成第一密封进水管路13和第二密封进水管路14。
31.进水母管路9在凝结水泵10的前端设置有闸阀29，过滤器12前后端均设置有闸阀29，过滤器12与过滤器12前后端的闸阀29共同并联设置有旁路30，旁路30上设置有闸阀29。
32.第一密封进水管路13连接至汽动给水泵1的驱动侧水力密封进水口，第一密封进水管路13上设置有第一差压控制阀15，第一差压控制阀15通过管路连接第一截止阀17后再连接至第一进气口18。第一密封进水管路13在第一差压控制阀15前后端均设置有闸阀29，第一差压控制阀15与第一差压控制阀15前后端的闸阀29共同并联设置有第一备用管路31，第一备用管路31用于防止当第一差压控制阀15处在故障时备用开启，第一备用管路31上也设置有闸阀29。
33.第二密封进水管路14连接至汽动给水泵1的非驱动侧水力密封进水口，第二密封进水管路14上设置有第二差压控制阀16，第二差压控制阀16通过管路连接第二截止阀19后再连接至第二进气口20。第二密封进水管路14在第二差压控制阀16前后端均设置有闸阀29，第二差压控制阀16与第二差压控制阀16前后端的闸阀29共同并联设置有第二备用管路32，第二备用管路32用于防止当第二差压控制阀16处在故障时备用开启，第二备用管路32上也设置有闸阀29。
34.第一密封进水管路13上分支出第一密封冲洗差压测定管路21，可以卸荷富裕量的密封冲洗水，第一密封冲洗差压测定管路21连接至前置泵25的泵入口处，第一密封冲洗差压测定管路21上设置有第一差压变送器23。
35.第二密封进水管路14上分支出第二密封冲洗差压测定管路22，可以卸荷富裕量的密封冲洗水第二密封冲洗差压测定管路22也连接至前置泵25的泵入口处，第二密封冲洗差压测定管路22上设置有第二差压变送器24。
36.前置泵25的泵出口设置有压力变送器26，可以将压力转换成电动信号进行控制和远传。
37.第一回水管路2上设置有第一温度传感器27，第二回水管路3上设置有第二温度传感器28，用于检测给予密封水温度信号。
38.第一差压变送器23、第二差压变送器24、压力变送器26、第一温度传感器27和第二温度传感器28同时与中控室连通，通过中控室对各信号集中处理。
39.以下介绍本发明的逻辑控制原理：通过第一温度传感器27和第二温度传感器28检测并提供密封水温度信号，其温度信号传输到中控室，中控室对收到的温度数据进行处理，继而给第一密封进水管路13上的第一差压控制阀15和第二密封进水管路14上的第二差压控制阀16动作信号，同时也给第一差压变送器23和第二差压变送器24动作信号，根据第一差压变送器23和第二差压变送器24的差压值的变化信号，变频控制凝结水泵10的流量，同时控制气动第一差压控制阀15和第二差压控制阀16的阀门开度，以此来调节进入到汽动给水泵1水力密封处的密封水的流量及压力，保证汽动给水泵1驱动侧和非驱动侧回水温度达到预设值。
40.当第一温度传感器27和第一温度传感器27的传递回水温度信号均＜65℃时，调高第一差压变送器23和第二差压变送器24的差压值，调整第一差压控制阀15和第二差压控制阀16的阀门开度，调高变频凝结水泵10的转速，加大密封进水的流量；当第一温度传感器27和第一温度传感器27的传递回水温度信号均≥65℃时，调低第一差压变送器23和第二差压变送器24的差压值，调整一差压控制阀和第二差压控制阀16的阀门开度，调低变频凝结水泵10的转速，减少密封进水的流量；当第一温度传感器27和第一温度传感器27的传递回水温度信号均≥80℃时，系统报警。
41.并且以密封水温度做为汽动给水泵1的跳闸保护设定，保护定值为：第一温度传感器27和第一温度传感器27的传递回水温度信号均≥65℃时，控制汽动给水泵1报警；当第一温度传感器27和第一温度传感器27的传递回水温度信号均≥80℃时，控制汽动给水泵1跳闸。
42.汽动给水泵1的密封水取自凝汽器8中的凝结水，经过过滤器12的滤网过滤后，通过第一差压控制阀15和第二差压控制阀16控制进水流量供至水力轴封处。密封凝结水回水到前置泵25的进口，前置泵25进口设置的压力变送器26，可以将回水压力值传递到中控室。
43.正常运行中需提供一定压力和流量的密封水注入汽动给水泵1内的水力密封的轴套与衬套之间，一部分流量流向汽动给水泵1内，一部分无压的密封卸荷回水外泄漏后，通过第一回水分支管路33和第二回水分支管路34收集后经回水母管路4汇入多级水封器6后再进入凝汽器8，还有一部分通过第一差压变送器23和第二差压变送器24控制后流入前置泵25进口。
44.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施方式所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，包括汽动给水泵（1），所述汽动给水泵（1）的驱动侧水力密封出水口处连接有第一回水管路（2），所述汽动给水泵（1）的非驱动侧水力密封出水口处连接有第二回水管路（3），所述第一回水管路（2）与所述第二回水管路（3）共同汇总至回水母管路（4），所述回水母管路（4）一端为清洗口（5），另一端连接至多级水封器（6）的输入端，从所述多级水封器（6）的输出端引出水封器回水管路（7）至凝汽器（8）的输入端，从所述凝汽器（8）的输出端引出进水母管路（9），所述进水母管路（9）依次经过凝结水泵（10）、除氧器（11）和过滤器（12）后，分支成第一密封进水管路（13）和第二密封进水管路（14），所述第一密封进水管路（13）连接至所述汽动给水泵（1）的驱动侧水力密封进水口，所述第二密封进水管路（14）连接至所述汽动给水泵（1）的非驱动侧水力密封进水口，所述第一密封进水管路（13）和第二密封进水管路（14）上分别设置有第一差压控制阀（15）和第二差压控制阀（16），所述第一差压控制阀（15）通过管路连接第一截止阀（17）后再连接至第一进气口（18），所述第二差压控制阀（16）通过管路连接第二截止阀（19）后再连接至第二进气口（20），所述第一密封进水管路（13）上分支出第一密封冲洗差压测定管路（21），所述第一密封冲洗差压测定管路（21）连接至前置泵（25）的泵入口处，所述第二密封进水管路（14）上分支出第二密封冲洗差压测定管路（22），所述第二密封冲洗差压测定管路（22）也连接至所述前置泵（25）的泵入口处，所述第一密封冲洗差压测定管路（21）上设置有第一差压变送器（23），所述第二密封冲洗差压测定管路（22）上设置有第二差压变送器（24），所述前置泵（25）的泵出口设置有压力变送器（26），所述第一回水管路（2）上设置有第一温度传感器（27），所述第二回水管路（3）上设置有第二温度传感器（28），所述第一差压变送器（23）、所述第二差压变送器（24）、所述压力变送器（26）、所述第一温度传感器（27）和所述第二温度传感器（28）同时与中控室连通。2.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述回水母管路（4）上设置有闸阀（29），所述水封器回水管路（7）上设置有闸阀（29），所述进水母管路（9）在所述凝结水泵（10）的前端设置有闸阀（29），所述过滤器（12）前后端均设置有闸阀（29），所述第一密封进水管路（13）在所述第一差压控制阀（15）前后端均设置有闸阀（29），所述第二密封进水管路（14）在所述第二差压控制阀（16）前后端均设置有闸阀（29）。3.根据权利要求2所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述过滤器（12）与所述过滤器（12）前后端的所述闸阀（29）共同并联设置有旁路（30），所述旁路（30）上设置有闸阀（29）。4.根据权利要求2所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述第一差压控制阀（15）与所述第一差压控制阀（15）前后端的所述闸阀（29）共同并联设置有第一备用管路（31），所述第一备用管路（31）上也设置有闸阀（29）。5.根据权利要求2所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述第二差压控制阀（16）与所述第二差压控制阀（16）前后端的所述闸阀（29）共同并联设置有第二备用管路（32），所述第二备用管路（32）上也设置有闸阀（29）。6.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述第一回水管路（2）分成四路第一回水分支管路（33）分别与所述汽动给水泵（1）的驱动侧水力密封出水口处连接。7.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述第
二回水管路（3）分成三路第二回水分支管路（34）分别与所述汽动给水泵（1）的非驱动侧水力密封出水口处连接。8.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述回水母管路（4）上设置有排水管路（35），所述排水管路（35）上设置有闸阀（29）。9.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述回水母管路（4）上设置有注水管路（36），所述注水管路（36）上设置有闸阀（29）。10.根据权利要求1所述的一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统，其特征在于，所述水封器回水管路（7）上设置有水封器回水排放管路（37），所述水封器回水排放管路（37）上设置有闸阀（29）。

技术总结
一种电厂给水泵水力螺旋密封控制系统属于水泵密封控制技术领域。本发明包括汽动给水泵，所述汽动给水泵的驱动侧水力密封出水口处连接有第一回水管路，所述汽动给水泵的非驱动侧水力密封出水口处连接有第二回水管路，所述第一回水管路与所述第二回水管路共同汇总至回水母管路，所述回水母管路一端为清洗口，另一端连接至多级水封器的输入端，从所述多级水封器的输出端引出水封器回水管路至凝汽器的输入端，从所述凝汽器的输出端引出进水母管路，所述进水母管路依次经过凝结水泵、除氧器和过滤器后，分支成第一密封进水管路和第二密封进水管路。本发明能够及时有效防止发生不必要的机组非停；可以防止前置泵出口压力的突升或突降。或突降。或突降。


技术研发人员：郝迎宇 陈嘉 李翔 曹建 战继成 张一可 郝迎旭 李涛 马明 范启航 欧少明
受保护的技术使用者：珠海经济特区广珠发电有限责任公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/14