CN114352942B - 一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，包括凝结水密封水切换系统、凝结水泵除盐水密封系统、凝结水泵自密封系统、凝结水泵事故密封水系统、给水泵前置泵密封水系统及其事故密封水系统。实现凝结水泵密封水由除盐水至凝结水的自动切换，减少操作人员的操作频率，有效地实现密封水源切换的自动化；实现凝结水密封水与给水泵前置泵密封水的压力自动调节，并维持在密封水稳定工作的范围，有效地保障水泵的安全高效运行，并提供压力低预警，降低了运维人员的监视范围；实现凝结水泵密封水、前置泵密封水事故工况下的备用水源，当主密封水路发生事故时，可无扰切换至备用水源实现密封，扩大了凝结水泵高效运行的区间。

Description

一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统
技术领域
本发明涉及水泵密封水技术领域，尤其涉及热力发电厂机组凝结水、给水系统，工业高参数水泵密封系统领域。
背景技术
热力发电厂中凝结水泵、给水泵增压泵、中继水泵等高扬程、大功率水泵，一般采用离心泵，并通过机械密封技术防止破坏真空以及高温介质泄露，机械密封通常由垫片、压盖、静环密封圈、静环、动环、动环密封圈、推环、弹簧元件以及传动座组成。以弹簧作为主要元件构成的则是缓冲补偿机构，以静环密封圈以及动环密封圈为主要元件构成的则是辅助密封圈，机封系统通常以水作为密封介质，通过密封水在动环与静环之间形成液膜，能够有效对设备进行润滑，防止流体泄露，并对机封进行冲洗，防止异物卡涩。机械密封水系统的压力与流量的稳定严重影响到水泵的密封性能，对水泵的安全运行产生较大的影响。
现阶段水泵的密封水系统通常通过加装节流孔板，并采用调节阀通过手动进行压力调节与切换，在给水系统调试初期、水泵运行工况变化较大、以及事故工况下，密封水压力与流量变化较大，偏离水泵密封水设计工作范围，对水泵长期运行产生较大的影响，同时也增加了巡检人员的工作量，增加了人工成本。开发一种稳定高效、自动化程度较高的密封水系统成为保障水泵长期稳定运行的关键。
发明内容
鉴于现阶段凝结水泵、给水泵增压泵、中继水泵等水泵密封水系统在密封水系统切换及压力调节过程中，就地通过手动阀进行切换，以及手动调节阀进行压力调节，对于变工况及调试初期等负荷波动较大的情况下，极易造成密封水压力、流量产生较大的波动，从而引发水泵的不安全运行，本发明提供一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，包括凝结水密封水切换系统、凝结水泵除盐水密封系统、凝结水泵自密封系统、凝结水泵事故密封水系统、给水泵前置泵密封水系统和给水泵前置泵事故密封水系统；
所述凝结水密封水切换系统包括压力变送器一、截止阀二、气动薄膜三通阀、截止阀三和压力变送器二，所述压力变送器一、截止阀二、气动薄膜三通阀、截止阀三和压力变送器二依次连接在管道一上；
所述凝结水泵除盐水密封系统包括压力变送器一、截止阀二、气动薄膜三通阀、电磁调节阀一、止回阀二、压力变送器三、冲洗水调节阀和密封水调节阀一，所述电磁调节阀一和止回阀二依次连接在支路二上，所述支路二的一端与气动薄膜三通阀连接，所述支路二的另一端连接至管道二，所述压力变送器三连接在管道二上，所述管道二上连接有凝结水泵冲洗水管道和凝结水泵密封水管道，所述冲洗水调节阀和密封水调节阀一分别连接在凝结水泵冲洗水管道和凝结水泵密封水管道上；
所述凝结水泵自密封系统包括压力变送器二、截止阀三、气动薄膜三通阀、电磁调节阀一、止回阀二、压力变送器三、冲洗水调节阀和密封水调节阀一；
所述凝结水泵事故密封水系统包括截止阀一和止回阀一，所述截止阀一和止回阀一依次连接在支路一上，所述支路一的一端连接在截止阀二上游的管道一上，所述支路一的另一端连接至管道二；
所述给水泵前置泵密封水系统包括压力变送器二、截止阀四、电磁调节阀二、压力变送器四和密封水调节阀二，所述截止阀四和电磁调节阀二依次连接在支路三上，所述支路三的一端连接在压力变送器二与截止阀三之间的管道一上，所述支路三的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道，所述压力变送器四和密封水调节阀二依次连接在给水泵前置泵密封水管道上；
所述给水泵前置泵事故密封水系统包括截止阀五和止回阀三，所述截止阀五和止回阀三依次连接在支路四上，所述支路四的一端连接在压力变送器二上游的管道一上，所述支路四的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道。
在凝结水密封水切换系统中，通过比较压力变送器一与压力变送器二的数值实现气动薄膜三通阀的动作，从而实现密封水源的自动切换。
在凝结水泵除盐水密封系统中，通过压力变送器三与电磁调节阀一之间形成逻辑联锁控制，实现电磁调节阀一随压力的动作，以调节密封水系统压力，并维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa。
在凝结水泵自密封系统中，在凝结水泵正常运行时，通过其出口凝结水源作为密封水源，实现自动密封，并通过电磁调节阀一实现压力自动控制，维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa；
在事故工况下，电磁调节阀一因故障无法动作，切换至凝结水泵事故密封水系统进行凝结水泵密封与冲洗，通过冲洗水调节阀和密封水调节阀一控制压力，保证压力维持在0.40MPa。
在给水泵前置泵密封水系统中，以凝结水作为密封水源，并通过压力变送器四与电磁调节阀二形成逻辑联锁控制，通过电磁调节阀二调节密封水系统压力，并维持前置泵密封水压力在0.70～0.80MPa；
在事故工况下，通过控制截止阀五切换至给水泵前置泵事故密封水系统，使得密封水压力及流量满足前置泵的运行要求，保障水泵的密封水稳定性。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）本发明实现了凝结水泵密封水由除盐水至凝结水的自动切换，减少了操作人员的操作频率，有效地实现了密封水源切换的自动化；
（2）本发明实现了凝结水密封水与给水泵前置泵密封水的压力自动调节，并维持在密封水稳定工作的范围，有效地保障了水泵的安全高效运行，并提供压力低预警，极大地降低了运维人员的监视范围；
（3）本发明实现了凝结水泵密封水、前置泵密封水事故工况下的备用水源，当主密封水路发生事故时，可无扰切换至备用水源实现密封，扩大了凝结水泵高效运行的区间。
附图说明
图1是本发明系统的整体结构示意图。
图中：截止阀一1、止回阀一2、截止阀二3、气动薄膜三通阀4、截止阀三5、电磁调节阀一6、止回阀二7、冲洗水调节阀8、密封水调节阀一9、截止阀四10、电磁调节阀二11、密封水调节阀二12、压力变送器一13、压力变送器二14、压力变送器三15、压力变送器四16、截止阀五17、止回阀三18、管道一20、支路一21、支路二22、支路三23、支路四24、管道二25、凝结水泵冲洗水管道26、凝结水泵密封水管道27、给水泵前置泵密封水管道28。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例
参见图1，本实施例中，一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，包括凝结水密封水切换系统、凝结水泵除盐水密封系统、凝结水泵自密封系统、凝结水泵事故密封水系统、给水泵前置泵密封水系统和给水泵前置泵事故密封水系统；
凝结水密封水切换系统包括压力变送器一13、截止阀二3、气动薄膜三通阀4、截止阀三5和压力变送器二14，压力变送器一13、截止阀二3、气动薄膜三通阀4、截止阀三5和压力变送器二14依次连接在管道一20上；
凝结水泵除盐水密封系统包括压力变送器一13、截止阀二3、气动薄膜三通阀4、电磁调节阀一6、止回阀二7、压力变送器三15、冲洗水调节阀8和密封水调节阀一9，电磁调节阀一6和止回阀二7依次连接在支路二22上，支路二22的一端与气动薄膜三通阀4连接，支路二22的另一端连接至管道二25，压力变送器三15连接在管道二25上，管道二25上连接有凝结水泵冲洗水管道26和凝结水泵密封水管道27，冲洗水调节阀8和密封水调节阀一9分别连接在凝结水泵冲洗水管道26和凝结水泵密封水管道27上；
凝结水泵自密封系统包括压力变送器二14、截止阀三5、气动薄膜三通阀4、电磁调节阀一6、止回阀二7、压力变送器三15、冲洗水调节阀8和密封水调节阀一9；
凝结水泵事故密封水系统包括截止阀一1和止回阀一2，截止阀一1和止回阀一2依次连接在支路一21上，支路一21的一端连接在截止阀二3上游的管道一20上，支路一21的另一端连接至管道二25；
给水泵前置泵密封水系统包括压力变送器二14、截止阀四10、电磁调节阀二11、压力变送器四16和密封水调节阀二12，截止阀四10和电磁调节阀二11依次连接在支路三23上，支路三23的一端连接在压力变送器二14与截止阀三5之间的管道一20上，支路三23的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道28，压力变送器四16和密封水调节阀二12依次连接在给水泵前置泵密封水管道28上；
给水泵前置泵事故密封水系统包括截止阀五17和止回阀三18，截止阀五17和止回阀三18依次连接在支路四24上，支路四24的一端连接在压力变送器二14上游的管道一20上，支路四24的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道28。
在凝结水密封水切换系统中，通过比较压力变送器一13与压力变送器二14的数值实现气动薄膜三通阀4的动作，在启动凝结水泵初期及凝结水泵低负荷运行，以及调试初期凝结水压头较低等工况下，凝结水泵密封水由除盐水提供，此时通过电磁调节阀一6控制密封水压力；当凝结水泵启动之后，凝结水压力逐渐升高，当凝结水母管压力p2>除盐水母管压力p1时，气动薄膜三通阀4动作，由除盐水切换至凝结水自密封。
在凝结水泵除盐水密封系统中，通过压力变送器三15与电磁调节阀一6之间形成逻辑联锁控制，电磁调节阀一6自动跟随密封水母管压力p3，保证凝结水泵在运行过程中维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa。
在凝结水泵自密封系统中，在凝结水泵正常运行时，通过其出口凝结水源作为密封水源，实现自动密封，并通过电磁调节阀一6实现压力自动控制，维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa；当凝结水出口压力低时，报压力低预警；
在事故工况下，电磁调节阀一6因故障无法动作，切换至凝结水泵事故密封水系统进行凝结水泵密封与冲洗，通过冲洗水调节阀8和密封水调节阀一9控制压力，保证压力维持在0.40MPa。
在给水泵前置泵密封水系统中，以凝结水作为密封水源，并通过压力变送器四16与电磁调节阀二11形成逻辑联锁控制，通过电磁调节阀二11调节密封水系统压力，并维持前置泵密封水压力在0.70～0.80MPa；
在事故工况下，通过控制截止阀五17切换至给水泵前置泵事故密封水系统，使得密封水压力及流量满足前置泵的运行要求，保障水泵的密封水稳定性。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，包括凝结水密封水切换系统、凝结水泵除盐水密封系统、凝结水泵自密封系统、凝结水泵事故密封水系统、给水泵前置泵密封水系统和给水泵前置泵事故密封水系统；
所述凝结水密封水切换系统包括压力变送器一（13）、截止阀二（3）、气动薄膜三通阀（4）、截止阀三（5）和压力变送器二（14），所述压力变送器一（13）、截止阀二（3）、气动薄膜三通阀（4）、截止阀三（5）和压力变送器二（14）依次连接在管道一（20）上；
所述凝结水泵除盐水密封系统包括压力变送器一（13）、截止阀二（3）、气动薄膜三通阀（4）、电磁调节阀一（6）、止回阀二（7）、压力变送器三（15）、冲洗水调节阀（8）和密封水调节阀一（9），所述电磁调节阀一（6）和止回阀二（7）依次连接在支路二（22）上，所述支路二（22）的一端与气动薄膜三通阀（4）连接，所述支路二（22）的另一端连接至管道二（25），所述压力变送器三（15）连接在管道二（25）上，所述管道二（25）上连接有凝结水泵冲洗水管道（26）和凝结水泵密封水管道（27），所述冲洗水调节阀（8）和密封水调节阀一（9）分别连接在凝结水泵冲洗水管道（26）和凝结水泵密封水管道（27）上；
所述凝结水泵自密封系统包括压力变送器二（14）、截止阀三（5）、气动薄膜三通阀（4）、电磁调节阀一（6）、止回阀二（7）、压力变送器三（15）、冲洗水调节阀（8）和密封水调节阀一（9）；
所述凝结水泵事故密封水系统包括截止阀一（1）和止回阀一（2），所述截止阀一（1）和止回阀一（2）依次连接在支路一（21）上，所述支路一（21）的一端连接在截止阀二（3）上游的管道一（20）上，所述支路一（21）的另一端连接至管道二（25）；
所述给水泵前置泵密封水系统包括压力变送器二（14）、截止阀四（10）、电磁调节阀二（11）、压力变送器四（16）和密封水调节阀二（12），所述截止阀四（10）和电磁调节阀二（11）依次连接在支路三（23）上，所述支路三（23）的一端连接在压力变送器二（14）与截止阀三（5）之间的管道一（20）上，所述支路三（23）的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道（28），所述压力变送器四（16）和密封水调节阀二（12）依次连接在给水泵前置泵密封水管道（28）上；
所述给水泵前置泵事故密封水系统包括截止阀五（17）和止回阀三（18），所述截止阀五（17）和止回阀三（18）依次连接在支路四（24）上，所述支路四（24）的一端连接在压力变送器二（14）上游的管道一（20）上，所述支路四（24）的另一端连接至给水泵前置泵密封水管道（28）。
2.根据权利要求1所述的可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，在凝结水密封水切换系统中，通过比较压力变送器一（13）与压力变送器二（14）的数值实现气动薄膜三通阀（4）的动作，从而实现密封水源的自动切换。
3.根据权利要求1所述的可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，在凝结水泵除盐水密封系统中，通过压力变送器三（15）与电磁调节阀一（6）之间形成逻辑联锁控制，实现电磁调节阀一（6）随压力的动作，以调节密封水系统压力，并维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa。
4.根据权利要求1所述的可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，在凝结水泵自密封系统中，在凝结水泵正常运行时，通过其出口凝结水源作为密封水源，实现自动密封，并通过电磁调节阀一（6）实现压力自动控制，维持密封水、冲洗水压力在0.40MPa；
在事故工况下，电磁调节阀一（6）因故障无法动作，切换至凝结水泵事故密封水系统进行凝结水泵密封与冲洗，通过冲洗水调节阀（8）和密封水调节阀一（9）控制压力，保证压力维持在0.40MPa。
5.根据权利要求1所述的可自动切换密封水源及调节压力的水泵机械密封系统，其特征是，在给水泵前置泵密封水系统中，以凝结水作为密封水源，并通过压力变送器四（16）与电磁调节阀二（11）形成逻辑联锁控制，通过电磁调节阀二（11）调节密封水系统压力，并维持前置泵密封水压力在0.70～0.80MPa；
在事故工况下，通过控制截止阀五（17）切换至给水泵前置泵事故密封水系统，使得密封水压力及流量满足前置泵的运行要求，保障水泵的密封水稳定性。
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