排水设备研制开发中设计U型水封装置的性能研究

　　摘要：给排水设备容易出现封水故障，为此，在给排水设备研制开发中设计U型水封装置。在水封管路基本形式下，分析带坡度集气管和水平集气管应用性能。根据水将两边的气体隔离原理，设计型水封装置，使水流形成通路。选择防泄漏型排水器，定期排水，防止水流泄漏。使用ppr复合管材塑料管，改善以往给水管应用性能差的问题。添加溢流管，保证多余液体能迅速排出。

　　关键词：U型水封装置； 给排水设备； 水封管路； 排水器；

目录

　　1水封管路设计方案…………………………………………………………1

　　1.1基本形式…………………………………………………………2

　　1.2带坡度集气管水封管路…………………………………………………………3

　　1.3水平集管的水封管路…………………………………………………………3

　　2 U型水封装置…………………………………………………………4

　　2.1排水器…………………………………………………………4

　　2.2给水管…………………………………………………………4

　　2.3溢流管…………………………………………………………5

　　3结束语…………………………………………………………6

　　文内图表…………………………………………………………7

　　图1 U型水封装置…………………………………………………………7

　　图2防泄漏型排水器…………………………………………………………7

　　参考文献…………………………………………………………9

　　电站给水泵密封水装置是负责给排水正常回收的重要设备，也是保障电站稳定运行的关键，如果系统不能稳定运行将会严重影响到给水泵和冷凝器的功能[1].其主要危害表现在：不能实现随机群的启动，自动投退增加启动工作量，延长启动时间；一旦密封水回水不畅，将会导致密封水回水进入给水泵润滑系统，造成油质污染，不仅影响到给水泵的正常运行效率，甚至还会危及整个机组的正常运行；如果密封水系统在工作运行中状态不正常，会造成给水泵润滑油被吸入密封水的回水中，从而进入凝结蒸汽发生器，影响电厂的水和蒸汽质量[2].如不能合理解决，将会严重影响机组运行的经济性和安全性，因此为了防止给水泵密封水系统失效，在给排水设备研制开发中对U型止水封装置进行了设计和研究。

　　1 水封管路设计方案

　　1.1 基本形式

　　水封管一般由供、排两部分组成，将阀门安装到进水封座的供水管末端，用来观察是否切断供水[3].排出管改用开槽式来排渣。通过对水封装置进行改进，将水封座与储水箱连接的水封管道，利用接头原理，使其成为另一种供水排水管。管道的另一端连接水封座设有储水箱，水封座水耗持续不断，储水箱内的水通过通信管道补充[4].储水罐也不断地补充新水，以保持水密封座的液位不变。水的供应采用连通器的形式，采取科学合理的水封座结构设计，就会避免水在水封座内发生沸腾现象[5].如果在实际生产过程中水在封口时出现沸腾，可采取定期更换储水槽管道内的水的解决方法。

　　1.2 带坡度集气管水封管路

　　将具有梯度的集气管按上升管高度分成若干组，使上升管水封器的高度随集气梯度从末端降至中间管，但每组水封器的高度基本相同，因此每组水封器可配置一个位于集气管操作平台外的储水罐。把储水罐的溢水管和替换管与储水罐下端相邻位置连接起来，将储水罐下端的溢水管和替换水引入焦油罐，然后与氨气焦油系统一起处理[6,7,8].

　　1.3 水平集气管的水封管路

　　由于水平集气器的每个水密封装置都是一样高的，因此在焦炉单集气器的水密封管路上只能设置一个储水槽。储存罐位于锅炉平台集气管的末端，溢出水和封堵水通过U形管段就能快速流入集气管[9].新设计的焦炉采用高压氨水对集气管进行清洗，这样集气管就能被设计成水平型，这种水封管路水平集气管简单易行，方便日常的维护与管理工作[10].

　　2 U型水封装置

　　传统的给排水设备的密封水都是从凝结水泵的出水口提取，经过过滤器和调节阀注入到水泵两侧的密封体内。封堵回水有两种方式：一种是压力回水进入到给排水设备增压泵的前过滤网内，又称卸载水；另一种是无压回水沟，或通过多级水封装置进入冷凝器闪蒸罐内。本装置调试运行中，供料泵密封水回流经多级水封排放至冷凝器中进行回收，由于冷凝器真空度过低，使冷凝器的真空度达不到设计值。对真空系统进行气密试验，当全部真空泵关闭后，冷凝器真空迅速下降，不能保持正常值，只能终止试验。多层密封装置的外壳密封性能良好，但给水泵回水密封后，大量空气通过多层水密封装置进入冷凝器中，使多层水密封装置失去了水封作用。所以进行了U型水密封装置的设计，见图1.

　　图1 U型水封装置 

　　"U"形水封是一种用水来分离气体的方法，当需要关闭给排水设备时，可通过U形水封注入管道。为防止水从供水管中倒流，供水管设计了水封结构，保证了设备的可靠性。如果有水从溢流管中流出，表明U型水封中的水位达到了有效高度，这时，关闭供水管上的阀门，打开供水管小流量的阀门，补上小流量的水，使溢流管处于连续溢流状态，以保证U型水封中的水位高度。通过在溢流管顶部开一个小孔，可以防止水流不停虹吸外流现象，从而保证水封水位能够达到有效高度。通过这种方式，可以在设备运行中需要回收气体时，只需打开排放水阀，使其在U形水封中的水流耗尽时，就会形成通道。由于水封用水对水质没有特殊要求，而且可以循环使用，不会造成污染和浪费，具有良好的经济性和环保性。

　　2.1 排水器

　　排水器采用了防漏泄装置，在运行中应选用间歇式排水的方式，沿着浮筒的轨道上下排水，它们可以被排空，并与外部大气隔绝。凝结水是通过排水下降管进入排水管后到达防漏装置，随着防漏装置汽缸内水位的升高，浮筒的自重小于浮筒的浮力，浮筒浮起，凝结水通过出水口排出。凝结水排出后，筒体水位下降，浮筒重力大于浮力，通过锥形垫圈下降，与大气隔绝。即便煤气管网压力过高，不能超过排水器的有效水封高度，或不能达到排水器的有效水封高度，防泄漏装置也能通过管路有效地将煤气与外部隔离器和锥形密封垫圈分开使用。圆锥密封圈是由抗腐蚀的硅橡胶制成，一般每两年更换一次，盖可以打开，方便快捷地更换。这种防漏排水器与一般的自动排水器相比，不仅不需长时间供水，只需定期补水，既能防止漏水，又能节约水资源，达到节能减排的要求。

　　图2 防泄漏型排水器

　　防泄漏型排水渠的运行和维护：

　　2.1.1 排水器投运

　　防泄漏排水器的运行与维护：

　　（1）操作运行前应检查有效水封高度，使其必须满足设计要求。

　　（2）运行前必须对排水器高压室、低压室的水位高度进行确定，需满足运行要求。

　　2.1.2 排水器的点检维护

　　首先，排水管单位必须建立排水管点检查帐户，并对各排水管进行点检查记录；要指定专人对排水口进行维护检查，每两天必须检查一次；抽水点检员必须佩戴检测器，并至少安排两个工作人员。同时要经常清洗排水管，关闭下闸阀，用水清洗排水管内，以保证水路的通畅。

　　2.1.3 煤气排水器的点检步骤及常见问题的处理

　　（1）检查溢水口是否有溢流，供水是否正常；如无溢流或供水，应检查供水管，发现问题及时采取有效处理措施。

　　（2）开启试验，如果有水流出，表示放水装置正常；如果无水流出，就表示放水装置下部被堵住，需关闭下闸阀后打开手孔，对淤堵部分进行疏通清洗后再使用；如果采取的疏通措施还不能有效解决堵塞，可将降液管的盲板堵住，再对排水管进行处理，若发现排水管损坏应进行更换。

　　（3）检查排水阀是否漏水。一旦发生泄漏，立即关闭下闸阀并进行处理。

　　（4）定期对防漏装置的浮标和锥形密封垫圈进行检查，防止浮筒发生变形、腐蚀或泄漏的故障现象。

　　2.2 给水管

　　金属管和复合管在过去常作为给水管道使用。金属管是金属给水管，包括铜管、钢管和防锈管，其金属支撑能力极佳，但缺点是水会腐蚀金属。早些时候，严重腐蚀的金属管经过镀锌处理后，由于对水源的破坏而被国家禁止使用。随着铝塑复合管、不锈钢衬塑复合管等的应用，这些铝塑管被用来代替小口径管作为家庭装修的末端，但因其热膨胀、冷缩作用而逐渐被淘汰。现阶段，水管道都采用PPR复合管材塑胶管，如果在给水管道中使用时，受材料的限制会出现一些问题，应先准备管箍和绝缘胶带等材料作为防止泄漏措施，首先在泄漏处用绝缘胶带螺旋包住，必须多缠两圈以紧紧地包住。然后选择用管箍将缠绕的部分紧固，这样可以有效地解决水管漏水问题。

　　2.3 溢流管

　　溢水管的主要作用就是排水，在U型水封装置的水位达到最大值时，若耗水量不大，则在连续的晴天里，水箱内的水温会不断上升，在热膨胀的作用下会导致少量的水溢出。因此溢水管的管径必须达到规定标准，喷嘴部分必须足够，以便当液位过高时，过多的液体迅速溢出和流出。

　　有时候溢流管不能有效调节使用压力，这是由于调压器溢流管的压力调节出现故障现象：（1）调压轮无法设定压力，或调压轮的压力无法达到额定值；（2）调整手轮的压力不会降低，甚至不会持续增大。当压力调节失败时，除了阀芯径向夹紧外，还存在以下原因：一是主阀体内阻尼器堵塞，油压无法传递到主阀上腔室；二是先导阀前腔的先导阀对主阀压力失去调节作用。由于主阀上腔内没有油压力，弹簧力也很小，因此主阀变成直动式溢流阀，弹簧力也很小，在油室内压力很低时，主阀打开溢流口，系统就不能产生压力。

　　3 结束语

　　采取U型水封设计不仅提高了给排水设备的适应性和可靠性，同时也使系统得到了优化。很多电厂把密封的给水泵回水直接排入循环水坑，以保证机组正常运行，虽然这样做可以避免密封水回流不良等问题，但却浪费了大量优质的淡化水。这种做法既不符合国家很明显提倡的节能减排政策要求，又降低了企业经济效益，如何科学、合理地设计给水泵密封水系统，使之在不影响机组正常运行的前提下，实现密封水的完全回收，是今后研究的重点。

　　参考文献
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