动力机械泵在凝结水回收系统的应用

摘 要

摘要：介绍了用于凝结水回收的动力机械泵结构及工作原理。结合凝结水回收工程实例，分析了动力机械泵的经济性及运行效果。动力机械泵的经济性优于传统凝结水回收系统，运行稳定，故
摘要：介绍了用于凝结水回收的动力机械泵结构及工作原理。结合凝结水回收工程实例，分析了动力机械泵的经济性及运行效果。动力机械泵的经济性优于传统凝结水回收系统，运行稳定，故障率低。
关键词：动力机械泵；凝结水回收；结构；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，蒸汽凝结水回收大多采用开式系统，这种回收系统一般要需要配备体积庞大的凝结水集水箱(或降温池)用以收集凝结水，借助凝结水从低位向高位上升的过程加以冷却，并利用水泵将凝结水输送到回收系统中加以利用。这种回收系统有一定的弊端：凝结水在集水箱的冷却过程中会有15%～30%的热量散失到大气中，造成能量浪费；冷却过程往往伴随着部分凝结水闪蒸成蒸汽逸入大气，造成污染；凝结水集水箱(或降温池)占地大，布置不便；故障率高，主要表现在水泵易损坏，导致水泵在高液位时不工作，在低液位时空转。
   实际上，凝结水回收有两大难题：汽水分离、高温凝结水输送。动力机械泵的出现较好地解决了这两个问题，简化了凝结水回收系统。
2 动力机械泵的结构及工作原理
各厂家生产的动力机械泵外形迥异，但结构基本相同，本文以一款卧式动力机械泵为例加以说明。动力机械泵一般包括泵壳、浮球、阀门翻转机构、联动阀拨片、平衡阀、动力汽源阀、汽水混合流体进口逆止阀、凝结水出口逆止阀(有的动力机械泵以疏水阀替代)、泵盖等主要部件。动力机械泵的结构见图1。
 
    动力机械泵基于正排放原理工作：进水冲程(见图2)：汽水混合流体经汽水混合流体进口逆止阀进入泵体腔室，使浮球升起。腔室内残余的未凝结蒸汽经平衡阀排入集水罐或大气。排水冲程(见图3)：当腔室内凝结水液位达到一定高度后，阀门翻转机构快速翻转，动力汽源阀打开，平衡阀关闭。快速翻转动作确保从进水冲程向排水冲程的迅速转换。当腔室内压力超过凝结水出口背压时，凝结水出口逆止阀打开，凝结水进入回收系统中。腔室内凝结水液位下降，浮球重新触发阀门翻转机构，动力汽源阀关闭，平衡阀打开，腔室内压力下降，汽水混合流体通过汽水混合流体进口逆止阀流入腔室，新的循环重新开始。
    动力机械泵在凝结水量较大的场所可多台并联运行，目前有些厂家已经研制成功双联泵、三联泵、四联泵等多联泵凝结水回收装置，可以直接选用。动力机械泵结构紧凑，安装方便，可自动运行，无需值守。
3 工程实例
    原辽河石油勘探局热电厂油改煤工程新建两台240t/h循环流化床燃煤锅炉(厂内编号分别为7号、8号)，由于厂区狭小，锅炉房设计跨距由标准的8m调整为7m，锅炉房总宽度仅为49m。两台锅炉设计排污率均为3%，额定排污总量为14.4t/h，凝结水回收系统按照排污率不超过5%进行设计校核，校核排污总量为24t/h。按照传统的方式，需要设置包括疏水膨胀箱、疏水集箱、疏水泵及液位控制装置等庞杂的凝结水回收系统。受锅炉房空间、场地限制，无法布置传统凝结水回收系统。鉴于实际情况，该厂选用了一套四联动力机械泵凝结水回收装置，将凝结水回收系统设计为闭式系统，并将锅炉一次风暖风器凝结水、二次风暖风器凝结水、锅炉房暖风机及蒸汽供暖系统凝结水一并回收，送入制软化水车间循环利用。选用4台型号为HPT30的动力机械泵，最大处理能力为28t/h。采用动力机械泵的凝结水回收系统见图4。
 
凝结水回收系统从2002年11月随锅炉房投入运行，是唯一没有纳入锅炉集散控制系统(DCS)而独立运行的系统，实现了无人值守，故障率极低，至今未进行过维护。与传统凝结水回收系统(凝结水为常压下微过冷水，凝结水回收温度为95℃)相比，采用动力机械泵的凝结水回收系统不但工程造价低8×104元，而且运行费用较低。按照每台锅炉年均满负荷运行5600h，凝结水回收系统平均回收凝结水量15.5t/h计算，每年比采用传统凝结水回收系统多回收热量约9200GJ。考虑锅炉热效率为90%，折合成低位发热量为13.4MJ/kg的内蒙古霍林河褐煤763t，煤价按230元t/t计算，每年可节省燃煤费用17.55×104元/a。另外，在该厂进行煤场改造时，在地下转运站蒸汽供暖系统中，安装了一台处理能力为7t/h的动机机械泵，回收供暖系统的凝结水，使用效果同样明显。
4 动力机械泵的优特点
    动机机械泵在凝结水回收应用中具有很多优点：适用于不同负荷和压力(包括真空状态)，过程效率最大化，能量回收最大化，可在失流状态下工作。无需电力驱动，动力源可以为蒸汽、压缩空气等。能耗小，适用于危险环境，自启停运行，安装简单，维修量小。无高速旋转叶轮，无汽蚀现象发生，可输送高温凝结水。无机械密封或填料密封的泄漏问题，缩短维修和设备停机时间。
5 结语
    应当指出，动力机械泵在我国的出现可以追溯到20世纪90年代初，但至今尚不能在凝结水回收领域广泛使用，其原因一方面在于初期出现的产品主要源于进口，高昂的价格阻止了部分用户的选用；另一方面在于生产企业对产品特点的宣传力度不足。目前，已经出现多家国内生产厂，其中不乏质优价廉的企业。随着动力机械泵的优点不断被更多人认识，它的使用必将扩展，为我国节能减排事业做出一份贡献。
 
(本文作者：金树梅 中油辽河工程有限公司 辽宁盘锦 124010)