熱力系統(tǒng)疏水匯集的優(yōu)化與效益

管燕純

摘 要：針對(duì)青海華電大通發(fā)電有限公司#1機(jī)組熱力系統(tǒng)疏水匯集存在的主要問(wèn)題，在2011年#1機(jī)組A級(jí)檢修中，提出了對(duì)#1機(jī)組疏水系統(tǒng)等熱力系統(tǒng)進(jìn)行部分改進(jìn)，減少疏水點(diǎn)，降低管道疏水泄漏量、機(jī)組熱耗及煤耗，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性，并創(chuàng)造出了良好的效益。

關(guān)鍵詞：熱力系統(tǒng);疏水匯集;優(yōu)化;經(jīng)濟(jì)效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.179

1 前言

青海華電大通發(fā)電有限公司#1汽輪機(jī)組為國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)組，汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)美國(guó)西屋公司技術(shù)制造，為亞臨界、中間一次再熱、高中壓合缸、雙缸雙排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N300-16.7/538/538，編號(hào)為H156，給水回?zé)嵯到y(tǒng)由3臺(tái)高壓加熱器，4臺(tái)低壓加熱器和1臺(tái)除氧器組成，加熱器疏水均采用逐級(jí)自流方式，高、低壓加熱器為表面式加熱器，除氧器為混合式加熱器。給水系統(tǒng)配備兩臺(tái)50%容量汽動(dòng)泵，一臺(tái)50%容量電動(dòng)備用泵。于2006年2月投產(chǎn)，在2007年6月進(jìn)行首次檢查性大修，在2011年5月10日至7月10日進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)大修。

2 優(yōu)化前系統(tǒng)概況

優(yōu)化前，機(jī)組熱力疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，冗余系統(tǒng)多，閥門內(nèi)漏現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其高溫高壓系統(tǒng)疏水門泄漏嚴(yán)重。這樣導(dǎo)致的后果就是：冗余系統(tǒng)及設(shè)備不僅增加了系統(tǒng)及設(shè)備的維修費(fèi)用及工作量，另外，疏水閥不嚴(yán)造成大量蒸汽短路進(jìn)入凝汽器，使凝汽器熱負(fù)荷增加，影響真空，又造成有效能的大量損失，更重要的是若這些設(shè)備及系統(tǒng)出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全性、可靠性。

3 改造前設(shè)備存在主要問(wèn)題

（1）汽輪機(jī)本體疏水系統(tǒng)復(fù)雜，閥門內(nèi)漏嚴(yán)重;

（2）主、再熱蒸汽疏水系統(tǒng)復(fù)雜，閥門內(nèi)漏嚴(yán)重;

（3）高、低壓加熱器危急疏水門內(nèi)漏嚴(yán)重;

（4）汽泵最小流量閥內(nèi)漏嚴(yán)重。

4 優(yōu)化改進(jìn)方法

4.1 優(yōu)化基本原則

在具體的優(yōu)化過(guò)程中，通過(guò)對(duì)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行技術(shù)診斷，找出設(shè)備存在和產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因。然后與同類型機(jī)組中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行比較，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合的分析與計(jì)算，制定出完善的設(shè)備系統(tǒng)改進(jìn)方案，實(shí)現(xiàn)熱力系統(tǒng)的完善、工質(zhì)有效能的合理利用以及輔機(jī)性能提高、輸水系統(tǒng)優(yōu)化，最大程度上消除內(nèi)漏、外漏問(wèn)題的目標(biāo)。

4.2 優(yōu)化基本要求

（1）根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況的不同，要求疏水系統(tǒng)能夠?qū)赡墚a(chǎn)生的汽輪機(jī)進(jìn)水或者積水問(wèn)題進(jìn)行有效的控制和避免，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)暖管和熱備用的要求進(jìn)行滿足。

（2）通過(guò)加裝手動(dòng)截止閥在各疏水氣動(dòng)或電動(dòng)閥門后來(lái)避免因疏水閥門導(dǎo)致的閥芯吹損問(wèn)題發(fā)生。在機(jī)組正常運(yùn)行的狀態(tài)下，手動(dòng)截止閥應(yīng)處于全開狀態(tài)來(lái)保證機(jī)組的自動(dòng)化程度。僅在發(fā)生疏水閥內(nèi)漏且暫時(shí)無(wú)法有效解決時(shí)進(jìn)行臨時(shí)關(guān)閉。

（3）在處于熱備用的管道或設(shè)備的用汽設(shè)備的入口門處采用組合型自動(dòng)疏水器方式設(shè)置暖管，不可使用節(jié)流疏水孔板連續(xù)疏水方式。疏水器選用DFS倒置浮杯式自動(dòng)疏水器。

（4）不得將疏水逆止門設(shè)置在任何類型的疏水管上。

（5）充分利用取消的閥門、管道、三通及彎頭等材料。增加或更換的閥門應(yīng)在解體檢查合格后才可投入使用。

（6）對(duì)于疏水點(diǎn)的確切位置、連接方式、布置及管徑不合理或者與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝情況不完全一致時(shí)，可以適當(dāng)?shù)母鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做進(jìn)行調(diào)整。

（7）由于疏水管徑較小，施工過(guò)程中，疏水管道和閥門布置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做到排列整齊，疏水彎頭最少，管線最短，閥門安裝位置應(yīng)便于檢修和運(yùn)行操作。

4.3 優(yōu)化措施及目的

4.3.1 主蒸汽系統(tǒng)疏放水優(yōu)化

（1）左、右側(cè)主汽門前疏水合并。目前左、右側(cè)中壓主汽門前疏水分別接入疏水集管一。

1）將左、右側(cè)主汽門前疏水與主汽母管疏水在母管疏水手動(dòng)門前合并;

2）合并后疏水管路上裝一手動(dòng)球閥，球閥后裝一氣動(dòng)疏水閥;

3）原左、右側(cè)疏水管路閥門取消，原疏水集管的接入口封焊;

4）合并點(diǎn)可考慮在6.3m層，貼近地面，閥門安裝位置要方便操作及維修。

（2） 高壓導(dǎo)汽管疏水合并：

1）將#1、#2導(dǎo)汽管疏水在氣動(dòng)門前合并，合并后裝一手動(dòng)閥;

2）將#3、#4、#5、#6導(dǎo)汽管疏水在氣動(dòng)門前合并，合并后裝一手動(dòng)閥;

3）上述兩路合并后疏水管路上裝一手動(dòng)球閥，球閥后裝一氣動(dòng)疏水閥;

4）原左、右側(cè)疏水管路閥門取消，原疏水集管的接入口封焊;

5）合并點(diǎn)設(shè)在汽機(jī)廠房6.3m層，貼近地面，閥門安裝位置要方便操作及維修。

（3） 高排逆止門后疏水合并：

1）合并高排逆止門后疏水、爐側(cè)冷再疏水;

2）合并后疏水管道設(shè)置一道手動(dòng)門，一道氣動(dòng)門;

3）擴(kuò)容器側(cè)相應(yīng)接口加堵頭。

4.3.2 再熱蒸汽系統(tǒng)

（1）合并左、右側(cè)中壓主汽門前疏水。目前左、右側(cè)中壓主汽門前疏水分別接入疏水集管三。

1）將左、右側(cè)中壓主汽門前疏水與熱再母管疏水在母管疏水手動(dòng)門前合并;

2）合并后疏水管路上裝一手動(dòng)球閥，球閥后裝一氣動(dòng)疏水閥;

3）原左、右側(cè)疏水管路閥門取消，原疏水集管的接入口封焊;

4）合并點(diǎn)可考慮在0m層中上部，閥門安裝位置要方便操作及維修。

（2）中壓門桿漏汽改進(jìn)。中壓門桿漏汽由軸封母管改接到四段抽汽，從目前高壓門桿漏汽到四段抽汽的接入點(diǎn)接入，原軸封母管的接入口封焊。

（3）左、右側(cè)中壓主汽門閥體疏水合并。目前左、右側(cè)中壓主汽門閥體疏水分別接入疏水集管三。

1）將左、右側(cè)主汽閥閥體疏水在手動(dòng)門前合并;

2）合并后疏水管路上裝一手動(dòng)閥，球閥后裝一氣動(dòng)疏水閥;

3）合并點(diǎn)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)布置情況，閥門安裝位置要方便操作及維修。

4.3.3 汽機(jī)軸封、疏水及排汽系統(tǒng)

改進(jìn)后：

（1）取消冷再供軸封系統(tǒng)，拆除其管道、閥門及其相應(yīng)的疏放水系統(tǒng)。

（2）取消輔汽供軸封調(diào)門前減溫器，拆除其相應(yīng)疏水系統(tǒng)，管路取直。

（3）改進(jìn)軸封溢流調(diào)節(jié)站接管，將軸封溢流調(diào)節(jié)站用于溢流到#8低加的調(diào)節(jié)。將原軸封溢流調(diào)節(jié)站電動(dòng)旁路閥用與溢流到凝汽器的操作。

（4）增加軸封疏水母管：取消原各處到無(wú)壓放水系統(tǒng)的放水閥。

（5）取消軸封供汽至高中低壓缸、小汽機(jī)濾網(wǎng)及其疏水。

（6）取消輔汽供軸封安全門。

4.3.4 抽汽系統(tǒng)

取消各級(jí)抽汽逆止門與電動(dòng)門之間的疏水管路。

4.3.5 小機(jī)汽水、疏水系統(tǒng)

（1）取消主汽供小機(jī)高溫汽源。汽輪機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)采用滑壓運(yùn)行方式比定壓運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)，小汽輪機(jī)也是如此。但目前各電廠小汽輪機(jī)都設(shè)計(jì)有多路備用汽源，根據(jù)制造廠要求，在機(jī)組低負(fù)荷滑壓運(yùn)行，進(jìn)汽參數(shù)不能滿足要求時(shí)，切換到高參數(shù)汽源。這不僅降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，還會(huì)給小汽輪機(jī)帶來(lái)因汽源切換過(guò)程的汽溫波動(dòng)，對(duì)小機(jī)葉片及汽缸的熱應(yīng)力沖擊，可能影響小汽輪機(jī)的安全性，降低使用壽命。

（2）增加小機(jī)疏水母管，接往疏水?dāng)U容器1號(hào)集管。

（3）低壓主汽門前疏水氣動(dòng)疏水閥改為自動(dòng)疏水器，疏水接往新增加的小機(jī)疏水母管。

（4）四抽到小機(jī)A、B逆止閥前手動(dòng)放水閥改為自動(dòng)疏水器，疏水接往新增加的小機(jī)疏水母管。

（5）輔汽到小機(jī)A、B逆止閥前隔離閥前疏水器改為新型自動(dòng)疏水器，疏水接往新增加的小機(jī)疏水母管。

（6）將低壓主汽門閥體疏水及小機(jī)本體疏水的節(jié)流孔板更換為自動(dòng)疏水器，疏水接往新增加的小機(jī)疏水母管。

4.3.6 低加疏水系統(tǒng)改進(jìn)

（1）5號(hào)低加到6號(hào)低加正常疏水改進(jìn)。5號(hào)低加到6號(hào)低加正常疏水改進(jìn)前，其疏水管路走向不合理，沿程阻力比較大。并且管徑相對(duì)比較小，只有133×4mm。

改造后，管路走向合理，沿程阻力減小，并且將疏水管徑增加至159×4.5mm，閥門尺寸做相應(yīng)改變。

（2）6號(hào)低加到7號(hào)低加正常疏水改進(jìn)。6號(hào)低加到7號(hào)低加正常疏水改進(jìn)前，其疏水管路走向不合理，沿程阻力比較大。并且管徑相對(duì)比較小，只有159×4.5mm。

改造后，管路走向合理，沿程阻力減小，并且將疏水管徑增加至2196×6mm，閥門尺寸做相應(yīng)改變。

4.3.7 更換高質(zhì)量閥門

目前高壓閥門存在內(nèi)漏現(xiàn)象較多，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。部分疏放水直接進(jìn)入凝汽器，增加了凝汽器熱負(fù)荷，降低了循環(huán)熱效率。

閥門的泄漏是影響機(jī)組熱耗的重要因素，因此將主要內(nèi)漏閥門增設(shè)手動(dòng)門或改為進(jìn)口高壓球閥。

5 結(jié)論

青海華電大通發(fā)電有限公司#1機(jī)組實(shí)際運(yùn)行和試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)完善改進(jìn)后，提高了機(jī)組的安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]華電電力科學(xué)研究院.青海華電大通發(fā)電有限公司#1機(jī)組整體優(yōu)化改造[R].2011（03）.