動(dòng)力機(jī)械泵在凝結(jié)水回收系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要

摘要：介紹了用于凝結(jié)水回收的動(dòng)力機(jī)械泵結(jié)構(gòu)及工作原理。結(jié)合凝結(jié)水回收工程實(shí)例，分析了動(dòng)力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行效果。動(dòng)力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定，故
摘要：介紹了用于凝結(jié)水回收的動(dòng)力機(jī)械泵結(jié)構(gòu)及工作原理。結(jié)合凝結(jié)水回收工程實(shí)例，分析了動(dòng)力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行效果。動(dòng)力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低。
關(guān)鍵詞：動(dòng)力機(jī)械泵；凝結(jié)水回收；結(jié)構(gòu)；工作原理
Application of PowerTrap Mechanical Pump in Condensate Recovery System
JIN Shu-mei
Abstract：The structure and working principle of PowerTrap mechanical pump for condensate recovery are introduced. Combined with a condensate recovery project，the economic efficiency and operation effect of PowerTrap mechanical pump are analyzed. The economic efficiency of PowerTrap mechanical pump is better than that of conventional condensate recovery system. It has stable operation and low failure rate.
Key words：PowerTrap mechanical pump；condensate recovery；structure；working principle
1 概述
    目前，蒸汽凝結(jié)水回收大多采用開(kāi)式系統(tǒng)，這種回收系統(tǒng)一般要需要配備體積龐大的凝結(jié)水集水箱(或降溫池)用以收集凝結(jié)水，借助凝結(jié)水從低位向高位上升的過(guò)程加以冷卻，并利用水泵將凝結(jié)水輸送到回收系統(tǒng)中加以利用。這種回收系統(tǒng)有一定的弊端：凝結(jié)水在集水箱的冷卻過(guò)程中會(huì)有15%～30%的熱量散失到大氣中，造成能量浪費(fèi)；冷卻過(guò)程往往伴隨著部分凝結(jié)水閃蒸成蒸汽逸入大氣，造成污染；凝結(jié)水集水箱(或降溫池)占地大，布置不便；故障率高，主要表現(xiàn)在水泵易損壞，導(dǎo)致水泵在高液位時(shí)不工作，在低液位時(shí)空轉(zhuǎn)。
   實(shí)際上，凝結(jié)水回收有兩大難題：汽水分離、高溫凝結(jié)水輸送。動(dòng)力機(jī)械泵的出現(xiàn)較好地解決了這兩個(gè)問(wèn)題，簡(jiǎn)化了凝結(jié)水回收系統(tǒng)。
2 動(dòng)力機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)及工作原理
各廠家生產(chǎn)的動(dòng)力機(jī)械泵外形迥異，但結(jié)構(gòu)基本相同，本文以一款臥式動(dòng)力機(jī)械泵為例加以說(shuō)明。動(dòng)力機(jī)械泵一般包括泵殼、浮球、閥門(mén)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)閥撥片、平衡閥、動(dòng)力汽源閥、汽水混合流體進(jìn)口逆止閥、凝結(jié)水出口逆止閥(有的動(dòng)力機(jī)械泵以疏水閥替代)、泵蓋等主要部件。動(dòng)力機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
 
    動(dòng)力機(jī)械泵基于正排放原理工作：進(jìn)水沖程(見(jiàn)圖2)：汽水混合流體經(jīng)汽水混合流體進(jìn)口逆止閥進(jìn)入泵體腔室，使浮球升起。腔室內(nèi)殘余的未凝結(jié)蒸汽經(jīng)平衡閥排入集水罐或大氣。排水沖程(見(jiàn)圖3)：當(dāng)腔室內(nèi)凝結(jié)水液位達(dá)到一定高度后，閥門(mén)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)快速翻轉(zhuǎn)，動(dòng)力汽源閥打開(kāi)，平衡閥關(guān)閉?？焖俜D(zhuǎn)動(dòng)作確保從進(jìn)水沖程向排水沖程的迅速轉(zhuǎn)換。當(dāng)腔室內(nèi)壓力超過(guò)凝結(jié)水出口背壓時(shí)，凝結(jié)水出口逆止閥打開(kāi)，凝結(jié)水進(jìn)入回收系統(tǒng)中。腔室內(nèi)凝結(jié)水液位下降，浮球重新觸發(fā)閥門(mén)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，動(dòng)力汽源閥關(guān)閉，平衡閥打開(kāi)，腔室內(nèi)壓力下降，汽水混合流體通過(guò)汽水混合流體進(jìn)口逆止閥流入腔室，新的循環(huán)重新開(kāi)始。
    動(dòng)力機(jī)械泵在凝結(jié)水量較大的場(chǎng)所可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，目前有些廠家已經(jīng)研制成功雙聯(lián)泵、三聯(lián)泵、四聯(lián)泵等多聯(lián)泵凝結(jié)水回收裝置，可以直接選用。動(dòng)力機(jī)械泵結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，可自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需值守。
3 工程實(shí)例
    原遼河石油勘探局熱電廠油改煤工程新建兩臺(tái)240t/h循環(huán)流化床燃煤鍋爐(廠內(nèi)編號(hào)分別為7號(hào)、8號(hào))，由于廠區(qū)狹小，鍋爐房設(shè)計(jì)跨距由標(biāo)準(zhǔn)的8m調(diào)整為7m，鍋爐房總寬度僅為49m。兩臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)排污率均為3%，額定排污總量為14.4t/h，凝結(jié)水回收系統(tǒng)按照排污率不超過(guò)5%進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，校核排污總量為24t/h。按照傳統(tǒng)的方式，需要設(shè)置包括疏水膨脹箱、疏水集箱、疏水泵及液位控制裝置等龐雜的凝結(jié)水回收系統(tǒng)。受鍋爐房空間、場(chǎng)地限制，無(wú)法布置傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)。鑒于實(shí)際情況，該廠選用了一套四聯(lián)動(dòng)力機(jī)械泵凝結(jié)水回收裝置，將凝結(jié)水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)為閉式系統(tǒng)，并將鍋爐一次風(fēng)暖風(fēng)器凝結(jié)水、二次風(fēng)暖風(fēng)器凝結(jié)水、鍋爐房暖風(fēng)機(jī)及蒸汽供暖系統(tǒng)凝結(jié)水一并回收，送入制軟化水車(chē)間循環(huán)利用。選用4臺(tái)型號(hào)為HPT30的動(dòng)力機(jī)械泵，最大處理能力為28t/h。采用動(dòng)力機(jī)械泵的凝結(jié)水回收系統(tǒng)見(jiàn)圖4。
 
凝結(jié)水回收系統(tǒng)從2002年11月隨鍋爐房投入運(yùn)行，是唯一沒(méi)有納入鍋爐集散控制系統(tǒng)(DCS)而獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，故障率極低，至今未進(jìn)行過(guò)維護(hù)。與傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)(凝結(jié)水為常壓下微過(guò)冷水，凝結(jié)水回收溫度為95℃)相比，采用動(dòng)力機(jī)械泵的凝結(jié)水回收系統(tǒng)不但工程造價(jià)低8×104元，而且運(yùn)行費(fèi)用較低。按照每臺(tái)鍋爐年均滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行5600h，凝結(jié)水回收系統(tǒng)平均回收凝結(jié)水量15.5t/h計(jì)算，每年比采用傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)多回收熱量約9200GJ。考慮鍋爐熱效率為90%，折合成低位發(fā)熱量為13.4MJ/kg的內(nèi)蒙古霍林河褐煤763t，煤價(jià)按230元t/t計(jì)算，每年可節(jié)省燃煤費(fèi)用17.55×104元/a。另外，在該廠進(jìn)行煤場(chǎng)改造時(shí)，在地下轉(zhuǎn)運(yùn)站蒸汽供暖系統(tǒng)中，安裝了一臺(tái)處理能力為7t/h的動(dòng)機(jī)機(jī)械泵，回收供暖系統(tǒng)的凝結(jié)水，使用效果同樣明顯。
4 動(dòng)力機(jī)械泵的優(yōu)特點(diǎn)
    動(dòng)機(jī)機(jī)械泵在凝結(jié)水回收應(yīng)用中具有很多優(yōu)點(diǎn)：適用于不同負(fù)荷和壓力(包括真空狀態(tài))，過(guò)程效率最大化，能量回收最大化，可在失流狀態(tài)下工作。無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力源可以為蒸汽、壓縮空氣等。能耗小，適用于危險(xiǎn)環(huán)境，自啟停運(yùn)行，安裝簡(jiǎn)單，維修量小。無(wú)高速旋轉(zhuǎn)葉輪，無(wú)汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，可輸送高溫凝結(jié)水。無(wú)機(jī)械密封或填料密封的泄漏問(wèn)題，縮短維修和設(shè)備停機(jī)時(shí)間。
5 結(jié)語(yǔ)
    應(yīng)當(dāng)指出，動(dòng)力機(jī)械泵在我國(guó)的出現(xiàn)可以追溯到20世紀(jì)90年代初，但至今尚不能在凝結(jié)水回收領(lǐng)域廣泛使用，其原因一方面在于初期出現(xiàn)的產(chǎn)品主要源于進(jìn)口，高昂的價(jià)格阻止了部分用戶(hù)的選用；另一方面在于生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品特點(diǎn)的宣傳力度不足。目前，已經(jīng)出現(xiàn)多家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠，其中不乏質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的企業(yè)。隨著動(dòng)力機(jī)械泵的優(yōu)點(diǎn)不斷被更多人認(rèn)識(shí)，它的使用必將擴(kuò)展，為我國(guó)節(jié)能減排事業(yè)做出一份貢獻(xiàn)。
 
(本文作者：金樹(shù)梅 中油遼河工程有限公司 遼寧盤(pán)錦 124010)