汽轮机U型管水封改造

设备与防腐齐鲁石油化工，2015，434307308QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY汽轮机U型管水封改造王国平，王军明，曹素建，吴建勋中国石化集团资产经营管理有限公司齐鲁石化分公司热电厂，山东淄博255410摘要分析齐鲁EG5、6汽轮机汽封加热器、低压加热器U型管水封存在的问题，通过工艺改造，优化了水封在运灌水操作。关键词汽封加热器低压加热器U型管水封真空中图分类号TM6213文献标识码B文章编号100998592015040307021概述中国石化集团资产经营管理有限公司齐鲁石化分公司热电厂简称齐鲁热电厂共8台汽轮机组，其中5、6汽轮机是双缸抽汽冷凝式汽轮机，每台机组额定功率65MW。为提高机组效率，2004年对6机组进行了汽轮机通流部分的改造，改造后机组额定功率增至70MW。5、6汽轮机汽封加热器、低压加热器的疏水分别经过111TI和15IN多级U型管水封自流至凝汽器。水封运行中经常因为进入空气，达不到水封的效果，严重影响凝汽器真空。由于原设计的11M、15M多级水封出口直接与凝汽器相连，要想排出水封套筒内的空气，只能通过提高凝汽器的凝结水位进行倒灌，整个过程操作复杂，耗时长，且有一定危险性，灌水效果并不理想。2012年6月齐鲁热电厂对5、6汽轮机的两组多级水封进行了灌水工艺改造，简化了灌水操作，效果显著，保证了汽轮机的安全运行。2U型管水封作用和原理U型管水封是用来防止空气进入凝汽器破坏真空，同时对凝结水进行回收的装置。U型管水封分为单级水封和多级水封，单级、多级U型管水封的原理示意分别见图1、图2。如图1所示，甲中气体压力P与乙中气体压力P满足等式PPPGHP为水封中液体密度。可见，不管P与P压差多大，只要U型管高度大于H，总可用U型管水封来完成疏水任务。但P与P压差过大时，采用上述U型管显得太长，机房内布置困难，此时可按水封原理把若干个广义U型管串联起来，形成多级U型管水封。图1单级U型管水封原理示意图2多级U型管水封原理示意如图2所示，多级水封中气体压力满足等式收稿日期20151103；修回日期20151117。作者简介王国平1969一，男，山东淄博人，高级工程师。1992年毕业于抚顺石油学院热能工程专业，现在中国石化集团资产经营管理有限公司齐鲁石化分公司热电厂从事生产调度工作。电话05337580286；EMAILZBWGPSINATOM。308齐鲁石油化工QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2015年第43卷PNPGHN为水封的级数。使用U型管水封作为加热器疏水装置优点没有机械传动，无磨损、无卡涩；没有电气元件，不需调试，不耗电；结构简单、维护方便；缺点停机后水封管内残留积水，易造成金属锈蚀，影响再次启动时凝结水的品质。长期运行实践表明，U形管水封疏水方式简单、可靠、免操作、免维护，最适合用于对可靠性要求很高、压差不大的疏水系统，任何其他疏水方式，如电动、气动或浮子式水位调节装置都无法与它媲美。因此U型管水封普遍应用在电厂低压加热器凝结疏水至凝汽器的管路上L1J。3U型管水封破坏原因和现象U型管水封破坏原因主要是由于负压侧沿程阻力和局部阻力较小，难以抵消真空的影响，在U型套桶管里未能建立起水封，致使空气随疏水一同进入凝汽器中，使得真空恶化。由于汽轮机运行中经常要根据生产需要进行电热负荷的频繁调整，这就造成进入汽封加热器、低压加热器的进汽量经常变化，使加热器的汽侧凝结水位无法维持在一定范围内，导致其U型管水封内的疏水量经常变化，从而造成U型管水封的失水。当U型管水封失水时，汽封加热器、低压加热器的汽侧就直接与凝汽器相通，加热器中的蒸汽和空气毫无阻力地进入凝汽器，造成机组真空急剧下跌，严重影响机组的安全经济运行。齐鲁热电厂5、6汽轮机U型管水封失水时，只能将凝汽器的凝结水位通过人为调整至1000MM左右正常水位400600MM对水封进行倒灌操作，操作复杂，操作时间长且见效慢。4U型管水封改造齐鲁热电厂多级U型管水封位于汽机厂房零米层地面以下，并排布置，结构紧凑，基本不影响零米层上其他设备和管线布置。41U型管水封灌水的工艺改造这里仅论述5、6汽轮机低压加热器15MU型管水封灌水改造，汽封加热器水封改造类似。齐鲁热电厂于2012年6月利用5、6汽轮机短时停车机会，对低压加热器的15M多级U型管水封进行了灌水工艺改造在15M水封筒出口向上改接至旁路门后，加闸阀1只；在15NL水封筒人口一级的空气门处接人一路凝结水；原疏水管路凝汽器侧加盲板。低压加热器15MU型管水封改造前后如图3所示。凝结永泵出C母管放水A改造前至凝汽器至凝汽器B改造后图3改造前后低压加热器15MU型管水封示意红线代表新增加的管线和阀门42U型管水封灌水操作改造后具体灌水操作如图3所示关闭阀门1、阀门3；根据加热器疏水情况，稍开旁路门2；开启阀门4、阀门5，对水封灌水排空气。排静空气后，恢复操作关闭阀门5、阀门4；开启阀门1、阀门3；关闭旁路门2。相比较改造前U型管水封失水的灌水操作，改造后灌水操作安全、简单，可靠性强，见效快。5结语从齐鲁热电厂对5、6汽轮机的汽封加热器、低压加热器水封改造后几年来的运行情况看，改造取得了良好的效果，优化了水封在运灌水操作，确保了机组安全运行。下转第316页齐鲁石油化工QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2015卜第43卷表7的优化分析是在保证脱HS塔塔顶温度5O条件下进行的，进料HS含量增加，脱HS塔、脱NH。塔所需蒸汽量降低。建议装置提高进料HS分析次数，并根据进料HS含量进行实时调整，通过操作优化为装置节能。4优化效果冬季，脱HS塔污水进料温度低，冷热比可降至18，夏季污水进料温度高，冷热比值越低，基本控制在145。目前脱NH塔一级冷凝温度由120可最低控制在114，减轻了一级冷凝负荷。通过调整一级冷凝液返塔量回流量，降低外甩量。外甩降低，回流量加大，脱NH塔冷凝负荷降低。污水汽提装置污水进料冷热比实行冬夏方案进行，并通过降压，降低外甩量等节约蒸汽措施，每小时节约蒸汽用量14T，以低压蒸汽160元T，年运行时间平均8400H计算，每年可节约费用180万元以上。5结论运用ASPENPLUS软件建立了某车间污水汽提装置流程数学模型，模拟结果与实际工况相比较，各项技术指标与实际相符，可以用来指导生产。以基准模型为基础，对该装置数学模型进行了优化分析。考察分析了各工艺条件对系统的影响，为装置优化生产操作条件、节能降耗提供了依据，经过装置实际优化实施，节能效果显著。参考文献1史景庆完善高含硫污水脱硫处理工艺效果分析J天然气与石油，2006，22446482赵莹莹ASPENPLUS软件在炼油一含硫污水汽捉过程的应用JJ_炼油设计，1998，28548513娄伦武工业含硫污水处理技术浅析LJ贵州化工2013，3823841OPTIMIZATIONONRUNNINGOFTHESTEAMSTRIPPINGDEVICEFORSEWAGEBYFLOWSIMULATIONTECHNOLOGYYANGZHONGMEI，LIUHONGWEI，RENJIANBANG1RESEARCHINSTITUTEOFQILUBRANCHCO，SINOPEC，ZIBOSHANDONG255400；2REFINERYOFQILUBRANCHCO，SINOPEC，ZIBOSHANDONG255434ABSTRACTTHESTEAMSTRIPPINGDEVICEFORSEWAGEOFACERTAINPETROLEUMREFININGUNITWASSIMULATEDBYASPENFLOWSIMULATIONSOFTWAREOPTIMIZEDMEASURESSUCHASADJUSTINGCOLDHEATRATIOOFTHEFEED，REDUCINGTHEPRIMARYCONDENSATIONTEMPERATUREANDETCWEREADOPTEDTOREDUCEENERGYCONSUMPTIONOFTHEUNIT，ANDPROFITWASINCREASEDBYMORETHANONEMILLIONYUANKEYWORDSSEWAGESTEAMSTRIPPING；SIMULATIONOPTIMIZATION；ENERGYSAVING上接第308页参考文献1U型水封原理百度文库OL20150915HTTPWENKUBAIDUCORNLINKURL一GVWLKDESOBHWAD8KXXXH7YGZCW0NBYAVFOPDOBYC0OCGB82TCRYGMD7IWNAQOLGPZWCKB，49PZOWPP9EWLQJWOVN6A7EAOEHZN0JJLIREFOIONUPIPEFORWATERSEALOFTURBINEWANGGUOPING，WANGJUNMING，CAOSUJIAN，WUJIANXUNTHERMALPOWERPLANTOFQILUBRANCHCO，SINOPECASSETMANAGEMENTCOLTD，ZIBOSHAMTONG255410ABSTRACTPROBLEMSEXISTINGONUPIPESFORWATERSEALUSEDI