動力機(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)水回收工程實例，分析了動力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性及運行效果。動力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，運行穩(wěn)定，故
摘要：介紹了用于凝結(jié)水回收的動力機(jī)械泵結(jié)構(gòu)及工作原理。結(jié)合凝結(jié)水回收工程實例，分析了動力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性及運行效果。動力機(jī)械泵的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，運行穩(wěn)定，故障率低。
關(guān)鍵詞：動力機(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(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)致水泵在高液位時不工作，在低液位時空轉(zhuǎn)。
   實際上，凝結(jié)水回收有兩大難題：汽水分離、高溫凝結(jié)水輸送。動力機(jī)械泵的出現(xiàn)較好地解決了這兩個問題，簡化了凝結(jié)水回收系統(tǒng)。
2 動力機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)及工作原理
各廠家生產(chǎn)的動力機(jī)械泵外形迥異，但結(jié)構(gòu)基本相同，本文以一款臥式動力機(jī)械泵為例加以說明。動力機(jī)械泵一般包括泵殼、浮球、閥門翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、聯(lián)動閥撥片、平衡閥、動力汽源閥、汽水混合流體進(jìn)口逆止閥、凝結(jié)水出口逆止閥(有的動力機(jī)械泵以疏水閥替代)、泵蓋等主要部件。動力機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)見圖1。
 
    動力機(jī)械泵基于正排放原理工作：進(jìn)水沖程(見圖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(見圖3)：當(dāng)腔室內(nèi)凝結(jié)水液位達(dá)到一定高度后，閥門翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)快速翻轉(zhuǎn)，動力汽源閥打開，平衡閥關(guān)閉?？焖俜D(zhuǎn)動作確保從進(jìn)水沖程向排水沖程的迅速轉(zhuǎn)換。當(dāng)腔室內(nèi)壓力超過凝結(jié)水出口背壓時，凝結(jié)水出口逆止閥打開，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)閥門翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，動力汽源閥關(guān)閉，平衡閥打開，腔室內(nèi)壓力下降，汽水混合流體通過汽水混合流體進(jìn)口逆止閥流入腔室，新的循環(huán)重新開始。
    動力機(jī)械泵在凝結(jié)水量較大的場所可多臺并聯(lián)運行，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。動力機(jī)械泵結(jié)構(gòu)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(huán)流化床燃煤鍋爐(廠內(nèi)編號分別為7號、8號)，由于廠區(qū)狹小，鍋爐房設(shè)計跨距由標(biāo)準(zhǔn)的8m調(diào)整為7m，鍋爐房總寬度僅為49m。兩臺鍋爐設(shè)計排污率均為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5%進(jìn)行設(shè)計校核，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、場地限制，無法布置傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)。鑒于實際情況，該廠選用了一套四聯(lián)動力機(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，送入制軟化水車間循環(huán)利用。選用4臺型號為HPT30的動力機(jī)械泵，最大處理能力為28t/h。采用動力機(jī)械泵的凝結(jié)水回收系統(tǒng)見圖4。
 
凝結(jié)水回收系統(tǒng)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(tǒng)(DCS)而獨立運行的系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人值守，故障率極低，至今未進(jìn)行過維護(hù)。與傳統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)(凝結(jié)水為常壓下微過冷水，凝結(jié)水回收溫度為95℃)相比，采用動力機(jī)械泵的凝結(jié)水回收系統(tǒng)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(fù)荷運行5600h，凝結(jié)水回收系統(tǒng)平均回收凝結(jié)水量15.5t/h計算，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，煤價按230元t/t計算，每年可節(jié)省燃煤費用17.55×104元/a。另外，在該廠進(jìn)行煤場改造時，在地下轉(zhuǎn)運站蒸汽供暖系統(tǒng)中，安裝了一臺處理能力為7t/h的動機(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 動力機(jī)械泵的優(yōu)特點
    動機(jī)機(jī)械泵在凝結(jié)水回收應(yīng)用中具有很多優(yōu)點：適用于不同負(fù)荷和壓力(包括真空狀態(tài))，過程效率最大化，能量回收最大化，可在失流狀態(tài)下工作。無需電力驅(qū)動，動力源可以為蒸汽、壓縮空氣等。能耗小，適用于危險環(huán)境，自啟停運行，安裝簡單，維修量小。無高速旋轉(zhuǎn)葉輪，無汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，可輸送高溫凝結(jié)水。無機(jī)械密封或填料密封的泄漏問題，縮短維修和設(shè)備停機(jī)時間。
5 結(jié)語
    應(yīng)當(dāng)指出，動力機(jī)械泵在我國的出現(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，高昂的價格阻止了部分用戶的選用；另一方面在于生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品特點的宣傳力度不足。目前，已經(jīng)出現(xiàn)多家國內(nèi)生產(chǎn)廠，其中不乏質(zhì)優(yōu)價廉的企業(yè)。隨著動力機(jī)械泵的優(yōu)點不斷被更多人認(rèn)識，它的使用必將擴(kuò)展，為我國節(jié)能減排事業(yè)做出一份貢獻(xiàn)。
 
(本文作者：金樹梅 中油遼河工程有限公司 遼寧盤錦 124010)