動力機械泵在凝結水回收系統的應用

摘 要

摘要：介紹了用于凝結水回收的動力機械泵結構及工作原理。結合凝結水回收工程實例，分析了動力機械泵的經濟性及運行效果。動力機械泵的經濟性優于傳統凝結水回收系統，運行穩定，故
摘要：介紹了用于凝結水回收的動力機械泵結構及工作原理。結合凝結水回收工程實例，分析了動力機械泵的經濟性及運行效果。動力機械泵的經濟性優于傳統凝結水回收系統，運行穩定，故障率低。
關鍵詞：動力機械泵；凝結水回收；結構；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，蒸汽凝結水回收大多采用開式系統，這種回收系統一般要需要配備體積龐大的凝結水集水箱(或降溫池)用以收集凝結水，借助凝結水從低位向高位上升的過程加以冷卻，并利用水泵將凝結水輸送到回收系統中加以利用。這種回收系統有一定的弊端：凝結水在集水箱的冷卻過程中會有15%～30%的熱量散失到大氣中，造成能量浪費；冷卻過程往往伴隨著部分凝結水閃蒸成蒸汽逸入大氣，造成污染；凝結水集水箱(或降溫池)占地大，布置不便；故障率高，主要表現在水泵易損壞，導致水泵在高液位時不工作，在低液位時空轉。
   實際上，凝結水回收有兩大難題：汽水分離、高溫凝結水輸送。動力機械泵的出現較好地解決了這兩個問題，簡化了凝結水回收系統。
2 動力機械泵的結構及工作原理
各廠家生產的動力機械泵外形迥異，但結構基本相同，本文以一款臥式動力機械泵為例加以說明。動力機械泵一般包括泵殼、浮球、閥門翻轉機構、聯動閥撥片、平衡閥、動力汽源閥、汽水混合流體進口逆止閥、凝結水出口逆止閥(有的動力機械泵以疏水閥替代)、泵蓋等主要部件。動力機械泵的結構見圖1。
 
    動力機械泵基于正排放原理工作：進水沖程(見圖2)：汽水混合流體經汽水混合流體進口逆止閥進入泵體腔室，使浮球升起。腔室內殘余的未凝結蒸汽經平衡閥排入集水罐或大氣。排水沖程(見圖3)：當腔室內凝結水液位達到一定高度后，閥門翻轉機構快速翻轉，動力汽源閥打開，平衡閥關閉?？焖俜D動作確保從進水沖程向排水沖程的迅速轉換。當腔室內壓力超過凝結水出口背壓時，凝結水出口逆止閥打開，凝結水進入回收系統中。腔室內凝結水液位下降，浮球重新觸發閥門翻轉機構，動力汽源閥關閉，平衡閥打開，腔室內壓力下降，汽水混合流體通過汽水混合流體進口逆止閥流入腔室，新的循環重新開始。
    動力機械泵在凝結水量較大的場所可多臺并聯運行，目前有些廠家已經研制成功雙聯泵、三聯泵、四聯泵等多聯泵凝結水回收裝置，可以直接選用。動力機械泵結構緊湊，安裝方便，可自動運行，無需值守。
3 工程實例
    原遼河石油勘探局熱電廠油改煤工程新建兩臺240t/h循環流化床燃煤鍋爐(廠內編號分別為7號、8號)，由于廠區狹小，鍋爐房設計跨距由標準的8m調整為7m，鍋爐房總寬度僅為49m。兩臺鍋爐設計排污率均為3%，額定排污總量為14.4t/h，凝結水回收系統按照排污率不超過5%進行設計校核，校核排污總量為24t/h。按照傳統的方式，需要設置包括疏水膨脹箱、疏水集箱、疏水泵及液位控制裝置等龐雜的凝結水回收系統。受鍋爐房空間、場地限制，無法布置傳統凝結水回收系統。鑒于實際情況，該廠選用了一套四聯動力機械泵凝結水回收裝置，將凝結水回收系統設計為閉式系統，并將鍋爐一次風暖風器凝結水、二次風暖風器凝結水、鍋爐房暖風機及蒸汽供暖系統凝結水一并回收，送入制軟化水車間循環利用。選用4臺型號為HPT30的動力機械泵，最大處理能力為28t/h。采用動力機械泵的凝結水回收系統見圖4。
 
凝結水回收系統從2002年11月隨鍋爐房投入運行，是唯一沒有納入鍋爐集散控制系統(DCS)而獨立運行的系統，實現了無人值守，故障率極低，至今未進行過維護。與傳統凝結水回收系統(凝結水為常壓下微過冷水，凝結水回收溫度為95℃)相比，采用動力機械泵的凝結水回收系統不但工程造價低8×104元，而且運行費用較低。按照每臺鍋爐年均滿負荷運行5600h，凝結水回收系統平均回收凝結水量15.5t/h計算，每年比采用傳統凝結水回收系統多回收熱量約9200GJ。考慮鍋爐熱效率為90%，折合成低位發熱量為13.4MJ/kg的內蒙古霍林河褐煤763t，煤價按230元t/t計算，每年可節省燃煤費用17.55×104元/a。另外，在該廠進行煤場改造時，在地下轉運站蒸汽供暖系統中，安裝了一臺處理能力為7t/h的動機機械泵，回收供暖系統的凝結水，使用效果同樣明顯。
4 動力機械泵的優特點
    動機機械泵在凝結水回收應用中具有很多優點：適用于不同負荷和壓力(包括真空狀態)，過程效率最大化，能量回收最大化，可在失流狀態下工作。無需電力驅動，動力源可以為蒸汽、壓縮空氣等。能耗小，適用于危險環境，自啟停運行，安裝簡單，維修量小。無高速旋轉葉輪，無汽蝕現象發生，可輸送高溫凝結水。無機械密封或填料密封的泄漏問題，縮短維修和設備停機時間。
5 結語
    應當指出，動力機械泵在我國的出現可以追溯到20世紀90年代初，但至今尚不能在凝結水回收領域廣泛使用，其原因一方面在于初期出現的產品主要源于進口，高昂的價格阻止了部分用戶的選用；另一方面在于生產企業對產品特點的宣傳力度不足。目前，已經出現多家國內生產廠，其中不乏質優價廉的企業。隨著動力機械泵的優點不斷被更多人認識，它的使用必將擴展，為我國節能減排事業做出一份貢獻。
 
(本文作者：金樹梅 中油遼河工程有限公司 遼寧盤錦 124010)