超超臨界機(jī)組疏水系統(tǒng)優(yōu)化及內(nèi)漏治理

沈新火

（華潤電力（賀州）有限公司，廣西富川542700）

超超臨界機(jī)組疏水系統(tǒng)優(yōu)化及內(nèi)漏治理

沈新火

（華潤電力（賀州）有限公司，廣西富川542700）

大型火力發(fā)電廠汽機(jī)疏水系統(tǒng)常見的幾種疏水閥形式，給出疏水閥運(yùn)行情況的實時監(jiān)視系統(tǒng)、判斷運(yùn)行中疏水門是否泄漏的方法和思路，為及時發(fā)現(xiàn)疏水系統(tǒng)缺陷，進(jìn)行預(yù)防性檢修提供依據(jù)。

火電廠；疏水系統(tǒng)優(yōu)化；閥門；運(yùn)行檢修管理

0 前言

疏水系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中最為重要的附屬熱力系統(tǒng)之一，對機(jī)組的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行，起著重要的作用。疏水系統(tǒng)泄漏影響機(jī)組的安全性，熱力系統(tǒng)的內(nèi)漏在使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降的同時，還會給凝汽器帶來額外的熱負(fù)荷，凝汽器熱負(fù)荷每增加10%，將使低壓缸排汽壓力上升0.35 kPa。公司冷凝器疏水?dāng)U容器側(cè)壁溫度較高，說明熱力系統(tǒng)內(nèi)漏嚴(yán)重。通過一系列的閥門優(yōu)化和內(nèi)漏治理，汽機(jī)性能試驗系統(tǒng)不明泄漏量由0.5%降低到0.1%，降低煤耗1.2 g/kW·h。

1 疏水系統(tǒng)內(nèi)漏對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

1000 WM機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)漏對

機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響見表1。

2 疏水系統(tǒng)優(yōu)化原則和主要優(yōu)化項目

表1 1000WM機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)漏對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

（1）針對“大而全”的疏水系統(tǒng)，按照“去高留低”的原則，在保證主系統(tǒng)、主設(shè)備能夠充分疏水的情況下，進(jìn)行合并，以減少疏水點，減少漏點。

（2）將汽缸本體疏水（包括高調(diào)門后至高排逆止門前，中調(diào)門后至中缸排汽口前，抽汽電動門前區(qū)間的疏水）按高壓缸、中壓缸疏水分開，各自單獨匯入1根集管直接接入凝汽器。

（3）將抽汽逆止門前疏水和抽汽電動門后疏水由原來的并聯(lián)改為單獨引向疏擴(kuò)，保持熱備用的旁路系統(tǒng)，在高、低旁路前的疏水電動門處加裝一路的疏水旁路，機(jī)組正常運(yùn)行時全關(guān)疏水電動門，全開疏水旁路門，避免疏水閥因部分開啟造成閥體沖刷、損壞。即高旁前蒸汽管道向主蒸汽管傾斜，高旁后蒸汽管道向再熱冷段管道傾斜，取消高旁前后疏水管路。

（4）主汽高壓導(dǎo)氣管道疏水節(jié)流后壓力都不一樣，但4個導(dǎo)汽管的疏水卻接在1個母管上疏入疏擴(kuò)，壓力較高導(dǎo)氣管中的主汽有一部分不停地流向壓力較低的主汽管中，這部分蒸汽經(jīng)流動降壓后降低了做功能力，降低機(jī)組效率?？稍?路至疏擴(kuò)的支路增加1個電動疏水閥。

（5）高加正常疏水管及低加水側(cè)放氣中設(shè)置的幾個放氣門，基本不需要操作，只是增加了系統(tǒng)的泄漏點，可取消。

（6）7號、8號低加正常疏水門前后放水沒有實際用途，全部取消，以免泄漏后影響機(jī)組真空。

（7）高壓給水管道疏水門逆止門前后等設(shè)置過多的疏水門可簡化為兩道手動截止門。

（8）輔助蒸汽管道設(shè)置大量的管道疏水門，跟根管道的位置在最低點設(shè)置疏水點并采用等級較高的截止閥，減少系統(tǒng)內(nèi)漏點。

（9）在只設(shè)計一道氣動疏水門的疏水管道上前加裝一道手動隔離門，作為氣動疏水門內(nèi)漏后進(jìn)行手動隔離，減少疏水系統(tǒng)泄漏。

3 疏水閥門的選擇

3.1 球閥與截止閥用做汽水系統(tǒng)疏放水門存在的優(yōu)缺點比較（表2）

3.2 疏放水閥門選用優(yōu)化

（1）目前大型火力發(fā)電廠主蒸汽、再熱蒸汽管道疏水門多設(shè)計為氣動球閥，球閥前設(shè)置一道手動截止閥內(nèi)漏時起隔離作用，少部分電廠一、二次門均設(shè)計為截止門。抽汽等蒸汽系統(tǒng)疏放水門設(shè)計采用氣動球閥和電動截止閥的比較沒有規(guī)律，各種設(shè)置方式均有高壓給水及中低壓給水疏放水基本采用截止閥。應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境特點選用疏水閥。

（2）蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)較高，且采用P92材料的管道，內(nèi)漏后對經(jīng)濟(jì)性影響較大。建議設(shè)計仍采用一次門手動截止門，二次門氣動球閥。由于新建機(jī)組管道系統(tǒng)中顆粒及其他固體雜質(zhì)相對較多，球閥對顆粒度適應(yīng)能力較強(qiáng)，且關(guān)閉后密封面不易沖蝕，故球閥比較適用于投產(chǎn)后2～3年左右的使用環(huán)境。機(jī)組運(yùn)行3年以后，管道系統(tǒng)清潔度較高，為避免球閥檢修性差且更換工期要求較長的缺陷，在氣動球閥需要檢修換新時更換為質(zhì)量可靠的進(jìn)口截止閥。實踐證明在蒸汽系統(tǒng)應(yīng)用中，球閥使用壽命比截止閥沒有明顯的增加，主要因為球閥抗顆粒性能雖然較強(qiáng)，但球閥失效的主要原因并不是密封面損壞，而是啟閉時球閥定位部件磨損，導(dǎo)致閥門定位失效，不能嚴(yán)密關(guān)閉。

表2 球閥與截止閥用做汽水系統(tǒng)疏放水門對比

（3）對于存在顆粒度較大的蒸汽或水系統(tǒng)放水門，如濾網(wǎng)疏放水及各系統(tǒng)排污門，建議使用雙閥桿球閥截止門的復(fù)合閥，或者采用質(zhì)量可靠的手動球閥，不建議使用截止閥。

（4）再熱冷段及一、二、三抽管道疏水，可于主蒸汽疏水相同的選用方式，其他低壓抽汽、輔助蒸汽、中低壓給疏水門建議直接采用優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)截止閥，也可選用其他形式閥門，如可更換閥內(nèi)件的大差壓截止閥或雙密封面結(jié)構(gòu)的閥門。

（5）適當(dāng)放大低參數(shù)疏水系統(tǒng)閥門的選用等級，提高可靠性。盡量避免在蒸汽系統(tǒng)和高溫水系統(tǒng)使用法蘭連接的疏水門，且閥芯采用錐形密封面形式，盡量不用平面密封結(jié)構(gòu)的截止閥。

（6）不斷探索新的工藝和新型結(jié)構(gòu)閥門在疏水系統(tǒng)上的應(yīng)用。

4 疏水閥門操作工藝及和檢修管理優(yōu)化

表3 主要進(jìn)口疏水閥供應(yīng)商調(diào)查表

4.1 疏水門運(yùn)行操作優(yōu)化和注意事項

（1）在小開度時兩側(cè)壓差特別大，閥芯處介質(zhì)流速高，對閥芯的沖刷最厲害，關(guān)斷閥或全開或全關(guān)，不要在中間位運(yùn)行。

（2）電動或氣動疏水閥內(nèi)漏時，可以將手動截止門關(guān)閉，避免長時間沖刷，檢修時只需要少許研磨即可，同時也可以減少經(jīng)濟(jì)損失。

（3）機(jī)組啟動后關(guān)閉的疏水門，過幾個小時再熱緊一次，有利于閥門關(guān)嚴(yán)。

（4）對于疏水電動門，在機(jī)組每次啟動后都應(yīng)對管壁溫度測點或紅外線測溫儀測得的閥體溫度進(jìn)行分析，如果存在內(nèi)漏應(yīng)及時對氣動門、電動門進(jìn)行二次調(diào)整，防止閥門節(jié)流沖刷造成損壞。

（5）在汽輪機(jī)啟動、停機(jī)過程中，運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程中對疏水閥門開啟和關(guān)閉的規(guī)定，按時開啟、關(guān)閉疏水閥門，嚴(yán)禁早開、晚關(guān)疏水門，有些疏水閥是依據(jù)蒸汽過熱度開關(guān)，有些疏水閥是根據(jù)系統(tǒng)溫度決定開關(guān)，因此對溫度的測量計算要準(zhǔn)確，并根據(jù)規(guī)定維護(hù)到位。

4.2 閥門選擇及設(shè)備管理優(yōu)化

（1）選擇合格的供應(yīng)商，表3是目前主要進(jìn)口疏水閥供應(yīng)商調(diào)查情況。

（2）從監(jiān)視手段和管理上建立、完善缺陷的發(fā)現(xiàn)機(jī)制和手段。由于正常情況下疏水管道被保溫層很好地包裹，閥門內(nèi)漏檢查靠拆保溫用紅外線測溫儀對管壁溫度進(jìn)行檢查，這種傳統(tǒng)手段，受制于測量經(jīng)驗、反光等因素的影響，容易出現(xiàn)較大的測量偏差，且運(yùn)行檢修人員工作量較大。增設(shè)疏水實時監(jiān)視系統(tǒng)的總體方案是：①在疏水閥前、后200 mm左右管道上加裝壁溫測點。為不傷及疏水管壁，不增加新的漏點，同時便于在線維護(hù)，采用卡套式測溫?zé)犭娕迹坠茳c焊于疏水管壁，熱電偶緊帖管道外壁。②利用遠(yuǎn)程I/O技術(shù)，實現(xiàn)疏水溫度元件的相對集中測量，既可減少補(bǔ)償導(dǎo)線用量，降低改造費用，又方便與DCS通信，不占用DCSI/O通道。③啟動后，沖車并網(wǎng)后疏水門關(guān)閉后，檢修對疏水門關(guān)閉嚴(yán)密性進(jìn)行檢查，定期將疏水管道溫度進(jìn)行測溫檢查。如果發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏，及時處理，避免發(fā)生閥門內(nèi)漏問題。根據(jù)管壁溫度判斷閥門內(nèi)漏的依據(jù)見表4。

4.3 新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

（1）高溫、高壓硬密封復(fù)合閥。一種雙閥桿球閥和截止閥復(fù)合的雙密封疏放水閥門。采用雙重密封，一級密封在開啟或關(guān)閉過程中，始終起到降壓，密封作用，更重要的是同時起到了對后一級密封的保護(hù)作用。一但一級密封因某種原因受損時二級密封即刻起到對一級密封的嚴(yán)密保護(hù)作用，實現(xiàn)二重密封的相互自我保護(hù)，延長了閥門的使用壽命。缺點是閥門檢修相對較困難及存在卡塞的可能性。

（2）新型雙密封高溫高壓截止閥（圖1）。單閥桿、雙閥座、雙密封的可更換閥內(nèi)件的一種新結(jié)構(gòu)高溫高壓疏水閥，結(jié)構(gòu)特點兩道密封相反保護(hù)，即使一級密封失效，另一級密封仍能嚴(yán)密密封，且雙密封閥芯、閥座設(shè)計成獨立的個體（可免切割拆卸）。閥門密封面研磨量達(dá)到極限后可整體更換閥內(nèi)件。缺點是產(chǎn)品為專利產(chǎn)品，尚未得到長期的應(yīng)用驗證。

表4 根據(jù)管壁溫度判斷閥門內(nèi)漏的依據(jù)

圖1 雙密封高溫高壓截止閥

（3）新工藝在閥門修復(fù)上的應(yīng)用。采用入口邊節(jié)流降壓的優(yōu)化結(jié)構(gòu)國產(chǎn)閥門組件代替給水泵最小流量閥組件，使用壽命超原進(jìn)口部套；激光焊接修復(fù)高旁閥，嚴(yán)密性及使用可靠性均可保證。

［1］D5000-2000，火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)電技字第26號［S］.

［3］蔣波，殷鳳軍，甘文亮，等.西門子1000 MW機(jī)組熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性分析及優(yōu)化［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2013，（12）.

〔編輯 李波〕

TK264

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.31