一种给水泵密封水自动切换系统及其工作方法与流程

1.本发明属于电厂给水泵安全运行技术领域，具体涉及一种给水泵密封水自动切换系统及其工作方法。


背景技术：

2.给水泵是电厂主要辅机之一，其工作可靠性是保证机组安全稳定运行的重要因素。目前1000mw及600mw机组采用的高参数、大容量给水泵组大多为迷宫式密封，其主要的工作原理是利用间隙控制泄露的方法来实现密封功能。该密封形式设置有外供密封水，进入密封体后分为两路，一路为有压回水，与泵内高温泄漏给水汇合后流入前置泵入口，另一路为无压回水，流向泵外通过多级水封回收后进入凝汽器。
3.该系统经长期运行实践，发现存在以下问题：当机组负荷变化或真空波动时，易造成多级水封漏真空，在迷宫密封腔室中形成高负压，将相邻轴承室的润滑油吸入，造成凝汽器进油，污染水质；而给水泵在投运及停运过程中，给水及密封水大量流向无压回水，易造成多级水封回水不畅，给水泵轴端冒水，乃至轴承室油中带水。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有问题，本发明的目的在于提供一种给水泵密封水自动切换系统及其工作方法，结构简单、设计合理、自动化程度高，能够在给水泵启动、运行及停运阶段，监视密封水工作状况，自动调整密封水排放方式，既保证给水泵安全可靠运行，又能避免机组发生真空泄漏、油中带水、水中带油的情况。
5.本发明通过以下技术方案来实现：
6.本发明公开的一种给水泵密封水自动切换系统，包括第一调节阀、第二节调阀、排放气动阀、注水气动阀、排空气动阀、电动阀、压力变送器、液位探测器、密封水进水母管和密封水回水母管；
7.密封水进水母管连接有三条支路，第一支路依次连接第一调节阀和驱动端迷宫密封后接入密封水回水母管，第二支路依次连接第二节调阀和非驱端迷宫密封后接入密封水回水母管，第三支路通过注水气动阀连接至多级水封的注水口；密封水回水母管连接至多级水封的入口，密封水回水母管上设有压力变送器；密封水回水母管上设有排气管道，排气管道连接至凝汽器地沟，排气管道上设有排放气动阀；多级水封的出口通过电动阀连接至凝汽器；多级水封的排空口通过排空管道连接至凝汽器地沟，排空气动阀和液位探测器设在排空管道上。
8.优选地，密封水进水母管的进口端设有过滤装置。
9.优选地，所述第一支路上第一调节阀与驱动端迷宫密封之间设有第一逆止门。
10.优选地，所述第一支路上驱动端迷宫密封与密封水回水母管之间设有第一截止阀。
11.优选地，所述第二支路上第二节调阀与非驱端迷宫密封之间设有第二逆止门。
12.优选地，所述第二支路上非驱端迷宫密封与密封水回水母管之间设有第二截止阀。
13.本发明公开的上述给水泵密封水自动切换系统的工作方法，包括
14.给水泵正常启停和运行时，凝结水由密封水进水母管分别通过第一支路上的第一调节阀节流后进入驱动端迷宫密封，通过第二支路上的第二调节阀节流后进入非驱端迷宫密封进行密封，回水汇集至密封水回水母管，经由多级水封后，通过电动阀排入凝汽器；
15.设定密封水回水压力阈值，并通过压力变送器实时监测密封水回水压力；当密封水回水压力大于密封水回水压力阈值时，切换为密封水回水压力高模式，该模式下自动开启排放气动阀，将密封水回水分流至凝汽器地沟；当密封水回水压力小于密封水回水压力阈值时，切换为密封水回水压力低模式，该模式包括以下步骤：
16.s1：开启排放气动阀，关闭电动阀，将密封水回水切换至凝汽器地沟，不影响发电机组正常运行；
17.s2：开启注水气动阀和排空气动阀，对多级水封进行重新注水；
18.s3：检测到液位探测器触发后，关闭注水气动阀和排空气动阀，多级水封注水完成；
19.s4：开启电动阀，关闭排放气动阀，重新投入多级水封。
20.优选地，所述密封水回水压力阈值通过以下方式确定：
21.采集给水泵启动、运行和停止全周期内密封水回水压力，计算平均压力p0；设置死区n1，令p
min
＝p
0-n1，设置死区n2，令p
max
＝p0+n2；当密封水回水压力p大于p
max
时，触发密封水回水压力高模式；当密封水回水压力p小于p
min
时，触发密封水回水压力低模式。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.本发明公开的一种给水泵密封水自动切换系统，通过在密封水回水母管上设置压力变送器，能够在给水泵启动、运行及停运阶段，监视密封水工作状况；通过液位探测器，能够测量排空管道内部是否有水，从而确定多级水封是否注水完毕；通过各处阀门，使系统能够自动调整密封水排放方式，既保证给水泵安全可靠运行，又能避免机组发生真空泄漏、油中带水、水中带油的情况。本发明结构简单。适用性强，既可用于新建机组，也可用于现有机组改造，能够在给水泵全周期运行阶段，监视密封水回水工作状况，自动回水方式，达到保证给水泵安全运行及避免机组水系统污染的目的。
24.进一步地，密封水进水母管的进口端设有过滤装置，能够对密封水进行过滤，避免杂质进入系统。
25.进一步地，第一支路上第一调节阀与驱动端迷宫密封之间设有第一逆止门、第二支路上第二节调阀与非驱端迷宫密封之间设有第二逆止门，能够避免回流。
26.进一步地，第一支路上驱动端迷宫密封与密封水回水母管之间设有第一截止阀、第二支路上非驱端迷宫密封与密封水回水母管之间设有第二截止阀，能够在检修时对迷宫密封及多级水封进行隔离。
27.本发明公开的上述给水泵密封水自动切换系统的工作方法，将回水压力作为核心参数，用于表征密封水回水系统的工作状态；明确了系统工作的触发条件，在出现多级水封漏真空及疏水不畅时能自动进行切换，保证给水泵的正常运行。本发明自动化程度高，在工作过程中无需人为调整，运行简单、可靠性强。
附图说明
28.图1为本发明的整体结构示意图。
29.图中：1为给水泵，2为驱动端迷宫密封，3为非驱端迷宫密封，4为过滤装置，5为第一调节阀，6为第一逆止门，7为第一截止阀，8为第二节调阀，9为第二逆止门，10为第二截止阀，11为排放气动阀，12为注水气动阀，13为排空气动阀，14为电动阀，15为多级水封，16为压力变送器，17为液位探测器，18为密封水进水母管，19为密封水回水母管。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
31.如图1，给水泵1分别设有驱动端迷宫密封2和非驱端迷宫密封3，本发明的一种给水泵密封水自动切换系统，包括第一调节阀5、第二节调阀8、排放气动阀11、注水气动阀12、排空气动阀13、电动阀14、压力变送器16、液位探测器17、密封水进水母管18和密封水回水母管19。
32.密封水进水母管18连接有三条支路，第一支路依次连接第一调节阀5和驱动端迷宫密封2后接入密封水回水母管19，第二支路依次连接第二节调阀8和非驱端迷宫密封3后接入密封水回水母管19，第三支路通过注水气动阀12连接至多级水封15的注水口；密封水回水母管19连接至多级水封15的入口，密封水回水母管19上设有压力变送器16；密封水回水母管19上设有排气管道，排气管道连接至凝汽器地沟，排气管道上设有排放气动阀11；多级水封15的出口通过电动阀14连接至凝汽器；多级水封15的排空口通过排空管道连接至凝汽器地沟，排空气动阀13和液位探测器17设在排空管道上。
33.在本发明的一个较优的实施例中，密封水进水母管18的进口端设有过滤装置4。
34.在本发明的一个较优的实施例中，所述第一支路上第一调节阀5与驱动端迷宫密封2之间设有第一逆止门6。
35.在本发明的一个较优的实施例中，所述第一支路上驱动端迷宫密封2与密封水回水母管19之间设有第一截止阀7。
36.在本发明的一个较优的实施例中，所述第二支路上第二节调阀8与非驱端迷宫密封3之间设有第二逆止门9。
37.在本发明的一个较优的实施例中，所述第二支路上非驱端迷宫密封3与密封水回水母管19之间设有第二截止阀10。
38.下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步的解释说明：
39.本实施例中，在密封水进水母管18上设置过滤装置4，过滤装置4采用y型过滤器，用于对密封水进行过滤。过滤装置4后管道分为三路，第一路依次连接第一调节阀5、第一逆止门6、驱动端迷宫密封2、第一截止阀7，最终接入密封水回水母管19；第二路依次连接第二调节阀8、第二逆止门9、非驱端迷宫密封3、第二截止阀10，最终接入密封水回水母管19；第三路连接至多级水封15注水口，并设置注水气动阀12。
40.密封水回水母管19连接至多级水封15入口，多级水封15出口通过电动阀14连接至凝汽器。多级水封15排空口通过管道连接至凝汽器地沟，并设置排空气动阀13。
41.在密封水回水母管19上设置三通，通过管道连接至凝汽器地沟，并设置排放气动
阀11。密封水回水母管19上设置压力变送器16，用于测量密封水回水压力；在排空气动阀13后管道上设置液位探测器17，用于测量管道内部是否有水；
42.在正常启停及运行中，凝结水由密封水进水母管18分别通过第一调节阀5及第二调节阀8节流后进入驱动端迷宫密封2及非驱端迷宫密封3进行密封，回水汇集至密封水回水母管19，经由多级水封15后，通过电动阀14排入凝汽器。
43.本实施例给水泵迷宫密封水自动切换方法，包括以下步骤：
44.1)明确控制目标。以密封水回水压力为主要控制目标，通过收集给水泵1启动、运行及停止全周期内密封水回水压力，计算平均压力p0。
45.2)确认触发条件。设置死区n1，令p
min
＝p
0-n1，设置死区n2，令p
max
＝p0+n2。当密封水回水压力p大于p
max
时，触发密封水回水压力高模式。当密封水回水压力p小于p
min
时，触发密封水回水压力低模式。
46.3)执行切换工作。
47.a密封水回水压力高。在此模式下，系统自动开启排放气动阀11，将密封水回水分流至凝汽器地沟；
48.b密封水回水压力低。在此模式下，系统通过以下步骤完成密封水切换：
49.一、开启排放气动阀11，关闭电动阀14，将密封水回水切换至凝汽器地沟，不影响机组正常运行；
50.二、开启注水气动阀12，开启排空气动阀13，对多级水封进行重新注水；
51.三、检测到液位探测器17触发后，关闭注水气动阀12，关闭排空气动阀13，表明多级水封15注水完成；
52.四、开启电动阀14，关闭排放气动阀11，重新投入多级水封15。
53.以上所述仅为本发明实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内可轻易想到的变化或者替换，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或直接、间接运用在其他相关技术领域的情况，均应涵盖在本发明的保护范围之内。