1电厂装机情况某电厂装有两台C350/284-24.2/1.35/566/566型汽轮机为超临界、一次再热、单轴、三缸双排气、一次可调整供热，抽汽凝汽式汽轮机。安装了3台与之配套的双壳体、六级、筒形、卧式离心式给水泵，其中50％容量汽动给水泵2台，型号为CHTZ4/6，30％容量电动给水泵1台，型号为CHTZ3/6。给水泵两端都是由机械密封，每个机械密封由闭式循环水冷却，密封循环液由各自的冷却器冷却并经滤网过滤，冷却器及机械密封体用来自厂区的工业水进行冷却。2故障现象描述夏季时，该厂机械密封循环液温度过高，会缩短密封的寿命［1］，当负荷超过280 MW时，循环液温度超过报警值80℃，最高时温度超过88 ℃，接近小机跳闸值95 ℃，存在容易造成小机跳闸的隐患，不利于机组的安全经济运行 。综合考虑机组负荷与环境温度的影响，选取2019年8月前6天的运行数据为对比依据，改造前机械密封循环液温度与机组运行参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.031.T001表1改造前机械密封循环液温度与机组运行参数时间负荷/MW机侧工业水母管压力/MPa工业水进水温度/℃循环液温度/℃8月1日14:00272.80.4332.982.148月2日14:00312.50.4330.287.668月3日11:00268.40.4431.480.458月4日10:30270.80.4331.286.728月5日11:40299.80.4330.887.068月6日16:40283.50.4232.687.433故障原因分析由锅炉给水泵和机械密封的结构以及工作原理，结合冷却形式来分析，循环液温度高的原因包括以下3点［2-3］：①冷却效果差。若工业水流量与压力达不到设计值，管道堵塞、磁性过滤器堵塞等造成冷却效果差，循环液温度也会偏高；②给水泵出口的高温给水经过机封腔室时未得到有效冷却，给水的热量传递给机封，造成循环液温度偏高；③存在内漏，使通过机封的高温水流量变大，原有的冷却水量不足，导致循环液温度偏高。4防范措施（1）对给水泵端盖进行打水压。利用停机机会，对循环液温度高的给水泵端盖进行打水压试验，从循环液进口处接入打压装置，封堵住循环液出口，打压至0.5 MPa并保压15 min，未见压力降低，排除了因泄露而导致循环液温度高的因素。（2）对磁性过滤器进行清洗，并更换了失磁的磁棒。清洗过程中，发现磁性过滤器滤网较干净，并未见明显的泥垢，部分磁性过滤器的磁棒已经失磁。对其进行了更换、清洗后，循环液温度有了一定的下降，但仍然处于报警值80 ℃以上。（3）工业水进水温度与机侧工业水母管压力的波动较小，对冷却效果影响不大，可以排除冷却水温与化学侧工业水供水压力的影响。（4）对盘管冷却器进行清理，发现盘管内部水垢较多；清洗后，循环液温度有所下降，但高负荷高环境温度时，循环液温度仍然处于报警值之上。（5）在对给水泵腔室冷却水和机封循环液冷却水排污过程中发现：工业水水质较差，冷却水管堵塞较严重；对碳钢材质的管道产生了严重的腐蚀，造成了流入每台给水泵冷却水流量和压力的不足。由于管壁腐蚀结构较为严重，严重影响了传热效果，因而导致了循环液温度高限报警。按照传热学原理，由圆壁传热公式（1）与（2）可知：ql=ϕl=tw1-tw212πλlnd2d1 (1)ql=tf1-tf21h1πd1+∑i=1n12πλilndi+1di+1h2πd2 (2)公式（1）、公式（2）中：ql——单位管长热流量（W/m）；tw1、tw2——改造前圆管内外壁温度（℃）；d1、d2——圆管内、外径（m）；tf1、tf2——改造后最内层泥垢和圆管外壁温度（℃）；h——流体的表面传热系数；λ——泥垢和圆管的导热系数。当管内壁无泥垢及锈蚀时，按公式（1）计算单位长度管壁冷却换热量；当管壁有泥垢及锈蚀层时，按公式（2）计算单位长度管壁冷却换热量。由计算结果可知：在其他条件相同的情况下，有泥垢及锈蚀时的单位长度管壁换热量远小于无泥垢及锈蚀层的；同时，泥垢和锈蚀严重时，会明显减小流通面积，在母管水压稳定的条件下，传热量也为明显减小。5改造后运行状况针对结垢和锈蚀严重的情况，对机械密封循环液冷却水系统进行了两项改造［4］：（1）用304不锈无缝钢管替换冷却系统原有的普通碳钢材质的管材，可有效改善管内壁的锈蚀情况；（2）对原来的冷却水系统流程进行了改造。原来腔室冷却水与机械密封循环液冷却水由一根DN57管从工业水母管接出，至汽机房12.6 m汽泵处时，冷却水再一分为二，分别接至腔室冷却系统和循环液冷却系统。这样的冷却方式虽然管路简单，但是存在两路冷却水系统“抢水”的现象，容易造成循环液温度过高。进行改造后，两路冷却水单独从机侧工业水母管接出，再连接至腔室冷却和循环液冷却系统，有效地保证了两路冷却系统的流量和压力。同时，将两路冷却水回水也单独连接至机侧回水母管，保留冷却水回水外排管路，保证了回水的通畅。改造前后的气动给水泵冷却系统分别如图1及图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.031.F001图1改造前汽动给水泵冷却水系统10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.031.F002图2改造后汽动给水泵冷却水系统通过一段时间的运行，改造后的冷却效果有了明显的提升。综合考虑机组负荷与环境温度的影响，同样选取8月前6 天的数据。改造后，2020年夏季时机组运行机械密封循环液温度与机组运行参数如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.031.T002表2改造后机械密封循环液温度与机组运行参数时间负荷/MW机侧工业水母管压力/MPa工业水进水温度/℃循环液温度/℃8月1日14:00261.50.4332.376.488月2日14:00263.30.4430.075.398月3日12:10305.20.4331.778.308月4日10:30311.10.4331.475.788月5日11:30268.90.4330.474.608月6日15:20301.50.4332.279.566结语通过逐项原因的排查，确定了引起循环液温度升高的主要原因是冷却水管内壁结垢严重，传热效果降低。针对此原因对冷却水系统进行了改造，通过改造，机械密封循环液冷却效果有了明显提升，满足机组安全经济运行的要求，达到了预期的效果。