新型汽液两相流自调节疏水器在电厂的应用.doc

新型汽液两相流自调节疏水器在电厂的应用1改造前设备运行状况韶关发电厂9号机组是哈尔滨汽轮机厂生产的N200130535535型200 MW汽轮机组，机组回热循环配3台高压加热器、4台低压加热器、1台除氧器。高、低压加热器所用疏水器为电动式水位调节器，其工作原理是把加热器中疏水水位变化的信号输入调节系统，进行综合后控制执行器动作，通过阀通道窗口的开大或关小调节疏水流量，达到控制加热器水位的目的。与目前所用传统的浮子式疏水器及气动式水位调节器相似，电动式水位调节器运行12 a后，由于机械传动部件、执行机构动作频繁，经常造成卡涩、泄漏、无水位运行、疏水管道冲蚀严重等问题。因而故障率高，可靠性差，不但检修维护工作量大，而且降低了汽轮机效率，影响机组经济性。加热器疏水器不能正常运行，导致加热器长期低水位甚至无水位运行，给设备带来一系列安全、经济性的问题。在经济性方面，当加热器水位调节器故障，本级加热器疏水逐级自流到下一级加热器，与此同时大量的蒸汽串入下一级加热器汽化放热，对该加热器的回热抽汽具有“排挤”作用，从而减少了低一级加热器的抽汽量，而多耗了高一级加热器品质较高的回热抽汽，使得蒸汽焓值未能得到充分利用，造成机组回热循环的整体热经济性大幅度降低。而且，大量的汽水混合物进入除氧器，使得除氧器的温度、压力难以调整控制。在安全性方面，水位调节器故障，导致加热器长期处于低水位运行状态，蒸汽进入疏水管道，形成蒸汽和疏水的两相流动（在水位过低的情况下，疏水在流动过程中也很容易因压损而造成疏水在管道内“闪蒸”，同样形成汽水两相流），容积流量增大，流速也增大，造成疏水管道带汽振动。我厂200 MW机组靠除氧器的一级高压加热器，由于其疏水引入除氧器的管路很长，在疏水器改造以前，一直存在管道振动大的问题，虽然多次进行管路、阀门和支吊架的改造也不能解决，威胁着设备的安全。同时加热器无水位或低水位运行还造成加热器的疏水管道及弯头的严重冲刷，管壁很快就变薄，以致在运行中，发生爆破，造成事故。1995年初，某台200 MW汽轮机高压加热器的疏水管弯头由于汽水的冲刷，管壁减薄，在运行中突发爆漏事故，压力疏水喷至几十米开外，幸无人员伤亡。2新型汽液两相流自调节疏水器原理及特点概述汽液两相流自调节疏水器是基于流体力学理论，利用汽液两相流的流动特性设计的一种新型疏水器。它无需外力驱动，执行机构的动力源来自本级加热器的蒸汽，所需蒸汽量约为加热器疏水量的12。自调节疏水器主要由传感变送器和主调节器2部分组成如图1所示。传感变送器的作用是发送水位信号和变送调节用汽量，完成常规自控制装置中的测量、变送、给定值设定、偏差比较、放大运算功能。主调节器的作用是控制出口水量，相当于常规自动控制装置的执行机构。其调节原理是：当加热器的水位上升时，传感变送器内的水位随之上升，导致发送的调节汽量减少，因而流过主调节器中两相流的汽量减少、水量增加，加热器的水位随之下降。反之亦然。由此实现了加热器水位的自动控制。产品无任何运动部件，无机械及电气传动装置，无泄漏，可靠性好，不受外界干扰，抗干扰能力强，安全性能高；可实现自动连续调节，自调节能力强，液位相对稳定；无需外力驱动，属自力式智能调节。据资料介绍，该产品适用于电力行业的高、低压加热器，连续排污扩容器、生水加热器、热网加热器等压力容器的水位控制。同时适用于石油、化工和钢铁冶金等部门的各类容器的液位控制。3改造情况介绍经过收资和调研，根据汽液两相流自调节疏水器的工作原理和性能特点，结合电厂实际，2000年初我厂对9号机高压加热器疏水系统进行了试用改造，由该产品生产厂家提供信号筒及主调节器，其余管道和阀门（闸阀）由用户根据加热器压力等级自备。安装时，高压加热器信号筒汽侧均从原调整阀汽侧引入口接入，水侧均取自疏水管，信号筒垂直安装。利用原疏水器作为旁路调节阀。安装后，在机组最大负荷和最低负荷下分别对调节汽阀、旁路调节阀、调节阀等进行整定。以后一般启停机不需要操作。4改造后运行情况41加热器水位稳定从现场运行实践表明，该种疏水器投运后自调节能力强，当机组负荷在10060范围内变化时，加热器水位波动值为50100 mm，并能全自动工作，保证水位上不报警，下有水位。而且，调试操作简单方便，一次调整到位后再不需进一步调整，可做到不用操作随机启停，减轻了运行人员的维护管理工作量。42可靠性明显提高由于新型疏水器同原水位调节器相比，无机械运行部件和电气、气动控制元件，因此水位器的故障率大幅度降低，减轻了现场检修人员的维护工作量，使用寿命长。由于新型水位器是全密封装置，因此无泄漏且安全可靠。原有水位调节器的热工控制系统和装置全部取消，免除了热工人员的维护管理。43提高经济效益新型疏水器由生产厂家提供信号筒及主调节器，市价30万元台，本次改造用3台，共90万安装费约02万元台，共06万；另外更改部分管道与阀门；所以改造初期投资仅约120万。查阅指标统计报表可知：9号机改造前给水温度（1999年下半年平均值）为2344，改造后给水温度（2000年下半年平均值）为2396，给水温度上升52。根据200