一种汽轮机组用凝结水泵及凝结水系统和凝结水流量控制方法

摘要

一种汽轮机组用凝结水泵及凝结水系统和凝结水流量控制方法，在凝结水泵的泵轴出口端设有增压级，该系统包括相连通的凝汽器热井和凝结水泵，增压级出口与给水泵密封水系统和减温器喷水系统相连；凝结水泵主出口经凝结水精处理装置、低压回热系统以及除氧器水位调节阀与除氧器相连。保证除氧器水位调节阀全开，凝结水经凝结水泵升压，升压后的凝结水一部分经凝结水精处理装置、低压回热系统、除氧器水位调节阀进入除氧器；另一部分经增压级进一步升压，然后供给给水泵密封水系统和减温器喷水系统。本发明能彻底消除除氧器水位调节阀的节流损失，最大程度降低凝结水泵耗电量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种凝结水泵及凝结水系统和凝结水流量控制方法，具体涉及 一种汽轮机组用凝结水泵及凝结水系统和凝结水流量控制方法。

背景技术

汽轮发电机组用凝结水泵的主要功能是对凝汽器冷凝下来的凝结水升压， 克服凝结水精处理系统、低压回热系统、凝结水系统管路、除氧器水位调节阀 的阻力，最终把凝结水打入除氧器。一般的凝结水泵仅有一个出口，在凝结水 泵出口之后的主凝结水管路系统上引部分凝结水供其他用户(给水泵密封水、 减温器喷水等)使用，剩余部分再经过低压回热系统、除氧器水位调节阀等进 入除氧器。

给水泵密封水、减温器喷水等用户对凝结水的压力有最低限要求，当凝结 水泵出口压力低于这些最低限要求时，给水泵密封系统、减温器喷水等就不能 工作，影响汽轮机组安全性。为了确保汽轮机组安全运行，实际的操作就是， 在汽轮机组负荷降低时除氧器水位调节阀保留一定的节流损失，确保泵的出口 压力不低于给水泵密封系统、减温器喷水需求的最低限压力。这就造成汽轮机 组调峰运行时除氧器水位调节阀节流损失一直存在，无法完全发挥凝结水泵变 频调速的节能特点，增加了凝结水泵的耗电量。

为了消除目前运行方式下的除氧器水位调节阀的节流损失，降低凝结水泵 的耗电量，一些研究人员提出了：在凝结水泵出口之后、给水泵密封水等用户 之前加装升压泵，既保证了密封水系统、减温器喷水系统等的安全运行，又消 除了除氧器水位调节阀的节流损失，但由于该方案增加了两套转动设备(两台 增压泵一运行一备用)，汽轮机组运行可靠性降低；升压泵对汽轮机组负载变化 的适应性较差，且不易调节和控制；还有部分研究人员提出把给水泵密封水、 减温器喷水等接在凝结水精处理系统之前，起到了减小除氧器水位调节阀节流 损失的作用(减小的量相当于凝结水精处理系统阻力)，但并没有彻底消除除氧 器水位调节阀的节流损失。

综上所述，目前的凝结水泵因为要满足部分设备安全运转的需求，凝结水 泵出口压力有低限限制，无法完全发挥出变频调速的节能优势。而已有技术手 段并未从根本上解决这一问题，或者可能引起机组运行可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种彻底消除除氧器水位调节阀的节流损失且不降 低汽轮机组运行可靠性的汽轮机组用凝结水泵及凝结水系统和凝结水流量控制 方法。

为了达到上述目的，本发明汽轮机组用凝结水泵，所述的凝结水泵的泵轴 出口端设有满足给水泵密封水系统和减温器喷水系统最低压力的增压级，增压 级分别与凝结水泵的内筒体和设置在外筒体上的增压级出口相连。

所述的凝结水泵包括带有凝结水泵入口和凝结水泵主出口的外筒体，外筒 体内设有与外筒体连通的内筒体，内筒体内设有固定在泵轴上的叶轮，且内筒 体与凝结水泵出口相连通，泵轴出口端上的增压级与内筒体相连通，增压级出 口设置在外筒体上。

一种基于所述的汽轮机组用凝结水泵的凝结水系统，包括凝汽器热井以及 与凝汽器热井相连通的汽轮机组用凝结水泵，汽轮机组用凝结水泵的增压级出 口分别与给水泵密封水系统和减温器喷水系统相连；凝结水泵主出口经凝结水 精处理装置与低压回热系统相连，且低压回热系统的入口或出口处设有除氧器 水位调节阀。

所述的凝结水泵主出口分为两路，一路通过第一分流管路与增压级出口相 连，另一路经第一截止阀与凝结水精处理装置相连；其中，第一分流管路上设 有增压级最小流量保护阀。

所述的增压级出口与第一分流管路连接后与第二截止阀相连，第二截止阀 的出口分别与给水泵密封水系统和减温器喷水系统相连，且第二截止阀的出口 与给水泵密封水系统之间设有第三截止阀；第二截止阀的出口与减温器喷水系 统之间设有第四截止阀。

所述的凝结水精处理装置的出口还通过第二分流管路与减温器喷水系统的 入口相连，且第二分流管路上还设有第五截止阀。

一种采用所述的凝结水系统的凝结水流量控制方法，打开除氧器水位调节 阀并使其保持在全开状态，关闭增压级最小流量保护阀以及第五截止阀；凝汽 器热井产生的凝结水从凝结水泵入口进入凝结水泵升压，升压后的凝结水一部 分从凝结水泵主出口流出并经凝结水精处理装置处理，然后进入低压回热系统； 升压后的凝结水另一部分经过增压级进一步升压以保证凝结水的压力高于给水 泵密封水系统和减温器喷水系统所要求的最低压力，进一步升压后的凝结水从 增压级出口流出后分别供给给水泵密封水系统和减温器喷水系统；其中，增压 级出口的凝结水流量为汽轮机组用凝结水泵总流量的1％～20％；

当增压级出口流出的凝结水超过了给水泵密封水系统和减温器喷水系统的 用水量，打开增压级最小流量保护阀，在保证给水泵密封水系统和减温器喷水 系统的用水量的前提下，使增压级出口流出的凝结水一部分经过增压级最小流 量保护阀进入凝结水精处理装置；

当减温器喷水系统凝结水用量不足时，打开第五截止阀使凝结水精处理装 置处理过的凝结水分流给减温器喷水系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明在凝结水泵的泵轴出口端上设置了增压级，这样在不设给水泵密封 水、减温器喷水增压泵的前提下，当汽轮机组调峰运行、除氧器水位调节阀全 开时，凝结水在凝结水泵升压后，经过增压级进一步增压，使增压级出口压力 大于或等于给水泵密封水系统和减温器喷水系统的最低压力，这样就能确保给 水泵密封系统、减温器喷水系统等运行不受凝结水泵深度变频调速运行的影响， 彻底消除除氧器水位调节阀的节流损失，最大程度降低凝结水泵耗电量。在保 证汽轮机组运行可靠性的前提下，实现凝结水泵深度变频，充分发挥出变频调 速的节能优势。

附图说明

图1是本发明汽轮机组用凝结水泵的结构示意图；

图2是本发明凝结水系统连接示意图；

其中，1、增压级出口，2、增压级，3、凝结水泵主出口，4、叶轮，5、首 级吸入口，6、外筒体，7、内筒体，8、凝结水泵入口，9、凝汽器热井，10、 汽轮机组用凝结水泵，11、增压级最小流量保护阀，12、第二截止阀，13、第 三截止阀，14、第四截止阀，15、第一截止阀，16、凝结水精处理装置，17、 第五截止阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明中的汽轮机组用凝结水泵是在汽轮机常规用凝结水泵 (筒式、立式、离心式)的基础上加装增压级方案。即：延长常规立式、筒式 凝结水泵的泵轴及内外壳体，在出口端泵轴上增加一个增压级2，原有的泵外 壳和内壳适当延长，并在延长的泵壳上增加增压级出水口。增压级2为独立整 体结构，其静止部件通过螺栓与泵的内壳连接，增压级叶轮独立安装在延长的 泵轴上。凝结水泵与增压级的连接关系为：凝结水泵的泵轴出口端设有增压级 2，增压级2能够满足(即大于或等于)给水泵密封水系统和减温器喷水系统最 低压力要求，增压级2分别与凝结水泵的内筒体7和设置在外筒体6上的增压 级出口1相连，且增压级叶轮安装在泵轴出口端上。

具体的，本发明汽轮机组用凝结水泵包括凝结水泵入口8、内筒体7、外筒 体6、叶轮4、凝结水泵主出口3、增压级2、增压级出口1，其连接关系为： 包括带有凝结水泵入口8和凝结水泵主出口3的外筒体6，外筒体6内设有带 首级吸入口6的内筒体7，外筒体6与内筒体7通过首级吸入口5相连通，内 筒体7内设有固定在泵轴上的叶轮4，且内筒体7与凝结水泵主出口3相连通， 泵轴出口端上的增压级2与内筒体7相连通，增压级出口1设置在外筒体6上。

基于上述汽轮机组用凝结水泵的凝结水系统如图2所示：包括凝汽器热井 9以及与凝汽器热井9相连通的汽轮机组用凝结水泵10，汽轮机组用凝结水泵 10的增压级出口1分别与给水泵密封水系统和减温器喷水系统相连；凝结水泵 主出口3经凝结水精处理装置16和低压回热系统相连，低压回热系统的出口一 般连接有除氧器，且低压回热系统的入口或出口处设有除氧器水位调节阀。

凝结水泵主出口3分为两路，一路通过设有增压级最小流量保护阀11的第 一分流管路与增压级出口1相连，另一路经第一截止阀15与凝结水精处理装置 16相连；在必要时增压级最小流量保护阀11开启，增压级出口1的凝结水直 接进入凝结水泵主出口3管路；增压级出口1与第一分流管路连接后与第二截 止阀12相连，第二截止阀12的出口分别与给水泵密封水系统和减温器喷水系 统相连，且第二截止阀12的出口与给水泵密封水系统之间设有第三截止阀13， 第二截止阀12的出口与减温器喷水系统之间设有第四截止阀14。

凝结水精处理装置16的出口还通过设有第五截止阀17的第二分流管路与 减温器喷水系统的入口相连，第四截止阀14的出口与第二分流管路汇合后连接 在减温器喷水系统的入口；在必要时主凝结水可直接从精处理装置之后分流一 部分进入减温器喷水系统。

如图2所示，采用凝结水系统的凝结水流量控制方法为：在不设给水泵密 封水、减温喷水增压泵的前提下，当汽轮机组调峰运行、打开除氧器水位调节 阀并使其保持在全开状态，关闭增压级最小流量保护阀11以及第五截止阀17， 第一、二、三、四截止阀15，12，13，14打开。

凝汽器热井9产生的凝结水从凝结水泵入口8进入汽轮机组用凝结水泵10 升压，升压后的凝结水一部分从凝结水泵主出口3流出并经第一截止阀15、凝 结水精处理装置16处理，然后进入低压回热系统中；升压后的凝结水另一部分 经过增压级2进一步升压以保证凝结水的压力高于给水泵密封水系统和减温器 喷水系统所要求的最低压力，进一步升压后的凝结水从增压级出口1流出后经 第二截止阀12分为两路，一路经第三截止阀13进入给水泵密封水系统，另一 路经第四截止阀14进入减温器喷水系统；其中，增压级的流量、扬程取决于给 水泵密封水、减温器喷水系统等用户的需求而定，本发明设定增压级出口1的 凝结水流量为汽轮机组用凝结水泵10总流量的1％～20％；另外，由于除氧器水 位调节阀既可以在低压回热系统的入口，也可以在低压回热系统的出口，因此， 经过凝结水精处理装置16处理的凝结水可以是先经过除氧器水位调节阀再进 入低压回热系统进行换热，也可以是先经过低压回热系换热，再流经除氧器水 位调节阀。

当给水泵密封水、减温器喷水用量较小时(即增压级出口1流出的凝结水 超过了给水泵密封水系统和减温器喷水系统的用水量)，打开增压级最小流量保 护阀11，在保证给水泵密封水系统和减温器喷水系统的用水量的前提下，使增 压级出口3流出的凝结水一部分经过增压级最小流量保护阀11进入凝结水精处 理装置16；

当减温器喷水系统凝结水用量较大(即减温器喷水系统凝结水用量不足) 时，打开第五截止阀17使凝结水精处理装置16处理过的凝结水分流给减温器 喷水系统。

本发明是在汽轮机组常规用凝结水泵基础上，在凝结水泵的出口端增加一 个部分流量的增压级。带增压级的凝结水泵有一个凝结水泵入口和两个出口(凝 泵主出口和增压级出口)，凝结水泵主出口提供绝大部分凝结水通过低压回热系 统、除氧器水位调节阀等进入除氧器，凝结水泵的增压级出口提供压力等级较 高的少量凝结水供给诸如给水泵密封系统等用户，满足这些用户用水的压力要 求。在汽轮机组除氧器水位调节阀全开(此时除氧器水位调节阀节流损失为零) 情况下，凝结水泵主出口压力较低，不能满足给水泵密封水系统等其他用户的 最低供水压力要求，通过凝结水泵自带的增压级提供更高压力的凝结水供给水 泵密封系统和减温器喷水系统用水。本发明通过凝结水泵增压级提供比凝结水 泵主出口压力更高的凝结水，供给水泵密封系统和减温器喷水系统，同时彻底 消除汽轮发电机组调峰运行时除氧器水位调节阀的节流损失，真正实现凝结水 泵的深度变频调速运行，降低凝结水泵耗电量，提高汽轮机组的运行经济性和 安全性。