在热电联产中机封内冷却水对给水溶氧的影响.doc

1、1在热电联产中机封内冷却水对给水溶氧的影响摘要：改革开放以来，作为国民经济重要的基础产业，电力工业走过了一条辉煌的改革发展之路，实现了历史性的大跨越，节能减排不再是电力工业中陌生的词语，国家推行“上大压小”的原则，截止到 2007年关停小火电 553 台，却鼓励城市集中供热或区域性供热机组继续发展，取代分散式小锅炉。随着技术的不断进步，锅炉给水泵轴封由原来的石墨碳素钎维盘根被密封性较好的机械密封所替代，而合理选择机封内冷却水在热电厂中却是难题，在热电联产中基本的运行方式是“以热定电”原则，多数机组为背压式机组，因没用凝结水只好用除盐水替代，在负荷较低时，易造成给水溶氧超标，我公司经过三个月试验

2、论证，已解决此问题，用高压给水作为给水泵机封内冷却水。 关键词：热电联产 机械密封 冷却水 中图分类号：TU271.1 文献标识码：A 一、概述 1.1、发展热电联产背景 进入二十一世纪以来，全球经济快速增长，能源供应和需求之间的矛盾日渐突出，各个国家经济的竞争其中很重要的一方面体现在能源的竞争上。改革开放以来，随着我国经济发展水平的不断提高，能源消耗不断增加，而世界范围能源供应和需求之间的矛盾成了制约我国经济快速、持续、稳定发展的瓶颈。尤其是 2003 年接踵而至的水荒、煤荒、电2荒、油荒、气荒等，这预示着我国将会面临更加严峻的能源压力。能源短缺和价格的居高不下造成全球工业企业生产成本不断增

3、加和市场竞争压力的增大，如何节能降耗、降低成本成为全世界工业企业生存竞争的关键。 改革开放以来，国家提出了“能源开发与节约并举，把节约放在首位”的指导方针，2000 年原国家计委、国家经贸委、环保总局、建设部等四部委为落实节约能源法中关于“国家鼓励发展热电联产、集中供热、提高热电机组利用率”的规定下达了关于发展热电联产的规定 ，推动了我国热电联产事业的发展。 1.2 热电联产简介 热电联产是电厂对热电用户供应电能和热能，并且生产的热能是取自汽轮机做过部分功或全部功的蒸汽，即同一股蒸汽先发电后供热。热电联产项目具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。发展热电联产是城市治理大

4、气污染和提高能源综合利用率的重要措施，是集中供热的重要组成部分，是提高人民生活质量的公益性基础设施，热电联产事业的发展，对促进国民经济和社会发展起了重要作用，符合国家可持续发展战略。 1.3 机械密封的介绍 机械密封是由两块密封元件（静环与动环）垂直于轴的、光洁而平直的表面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置。它是靠密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面（端面）上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密结合，端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封目的3的。这层液体膜具有液体动压力与静压力，起着润滑合平衡力的作用。“机械密封”通常被人们简称为“机封” 。机械密封的基本组成： 主要部件：动环和静环。

5、辅助密封件：密封圈（有 O 形、X 形、U 型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE 包覆橡胶 O 圈等） 。 弹力补偿机构：弹簧、推环。 传动件：弹簧座及键或各种螺钉。 二、机械密封内冷却水对给水溶氧的影响 2.1 给水溶氧的标准 火电厂中锅炉给水主要由主凝结水及补充水组成，众所周知，水中经常含有大量溶解的气体，如氧气、二氧化碳等，它们不仅存在于化学补充水中，而且也存在于主凝结水中，因为主凝结水在凝汽器中或通过真空条件下工作的低压加热器和官道时，空气会通过不严密处渗入到主凝结水中。国家对给水给出明确标准 GB/T12145-1999火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准中对锅炉给水溶氧的控制指标为：

6、 锅炉过热蒸汽压力为 5.8Mpa 及以下，给水溶解氧应小于或等于15g/L； 锅炉过热蒸汽压力为 5.9Mpa 及以下，给水溶解氧应小于或等于7g/L； 大多数热电联产企业，考虑城市集中供热的季节性及热负荷分配不均匀性，通常选择 5.8Mpa 及以下参数的锅炉，执行的给水溶解氧应小于或等于 15g/L。 2.2 给水溶氧超标对金属部件产生的危害 机械密封因密封性能较好、使用寿命较长，广泛应用于离心水泵的4轴封中。在锅炉给水泵轴封采用机械密封时，因其内部动环在高速旋转的过程中会产生热量，若不及时进行冷却，会大大降低机封的使用寿命。在大型的火力发电厂中，通常采用的是大容量、高参数纯凝机组，蒸汽做

7、功后，会产生大量的凝结水，一般通过溶氧合格的凝结水接入给水泵机封内冷却系统。对大多数城市集中供热或区域性供热的热电联产企业，考虑供热负荷季节性、供热成本经济性，通常采用小容量、低参数的背压式汽轮机，发电方式是“以热定电”的原则，其做过功的的蒸汽直接供给热用户，不会产生凝结水。在热电联产企业中给水泵机封内冷却水大多数采用除盐水替代，因除盐水未经过除氧，水中含有不凝结气体，在热负荷较低时，给水泵机封内冷却水若不及时调整，会造成给水溶氧超标，水中含有溶解的活性气体，其溶解度随温度升高而下降，温度越高这些气体就越容易直接和金属发生化学反应，使金属表面遭到腐蚀。 在给水中溶解的不凝结气体，其中危害最大的

8、是氧气，氧对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的氧腐蚀，而二氧化碳将加剧这种腐蚀。除了给水品质对热力设备的安全性、可靠性及经济性造成影响外，水中所有的不凝结性气体还会使传热恶化，热阻增加，降低机组热经济性。 三、对机械密封内冷却水的技术改进 在生产过程中，给水溶氧在热负荷较低时易超标现象，困扰我司已二年，如何破解这一难题，成为专业技术人员的首要任务。经过现场勘察、技术论证，尝试使用溶解氧合格的高压给水，因其压力、温度较高不能起到冷却的作用，必须经过降压、降温后方能使用。经试验得知：1、机封内冷却水所需水量较小，但对冷却水的压力、温度控制比较严格，5以次高温、次高压给水泵为例，冷却水压力通常为

9、0.30.5 Mpa 之间，温度不宜超过 55。2、可通过外置冷却器的方法对其降温，通过节流进行降压。3、所选内冷却水管道一般为 DN10 较好（以给水泵 DG85-80*10为例，根据给水泵参数不同，可计算所需冷却水流量，选择管道通径） ，外部冷却水装置可选择闭式循环的冷却水，管道通径可选择 DN25，回水管道可选择通径 DN32（回水管道选择相对较大，目的是能及时带走冷却装置所产生的热量） 。 四、应用效果 冷却系统投运后，不仅解决冷给水系统溶氧难题，而且机封表面温度从原来的 80降至现在的 65，减少了温度对机封内部结构的影响，增加了机封使用寿命。 五、结束语 我公司经过三个月的试验观察，无论热负荷怎样变化，内冷却水均不需调节，给水溶氧全部合格且冷却效果好于除盐水。此实验的成功，将解决热电联产企业在生产过程中，因没有凝结水而用除盐水作为机封内冷却水，在热负荷较低时易造成给水溶氧超标的难题。 参考文献： 国家发改委 国家经济贸易委员会 建设部 2001 年 1 月发布热电联产项目可行性研究技术规定 2、热力发电厂（第三版） 叶涛主编 中国电力出版社