主给水及除氧系统

1、1,主给水及除氧系统,杨 飞,2,1. 概述,主给水系统是指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管路及附件等。其主要作用是在机组各种工况下，对主给水进行除氧、升压和加热，为锅炉省煤器提供数量和质量都满足要求的给水。 整个过程从除氧器水箱开始，其中经过加热、除氧的给水，经前置泵和给水泵升压，再由三台高压加热器加热，最后通过给水操作台送至锅炉省煤器进口集箱。此外，给水系统分别向汽轮机高压旁路、各级过热器和再热器提供减温水。,3,系统包括一台除氧器、三台给水泵、三台前置泵和三台高压加热器，以及给水泵的再循环管道、各种用途的减温水管道以及管道附件等。 主给水系统的主要流程为：除氧器水箱前置泵流量测量装置给水

2、泵3高压加热器2高压加热器1高压加热器省煤器进口集箱流量测量装置。,4,2 .给水系统的组成,本机组的给水系统采用单元制。超高参数以下机组普遍采用的单母管制、集中母管制和扩大单元制形式。单元制给水系统具有管道最短、阀门最少、阻力小、可靠性高、非常便于集中控制等优点。 2.1给水泵组系统及其管道 系统设置给水泵的作用是提升给水压力，以便能进入锅炉后克服其中受热面的阻力，在锅炉出口得到额定压力的蒸汽。理论上给水在锅炉中吸热是一个定压过程，实际上由于存在压力损失，所以给水泵出口处是整个系统中压力最高的部位。,5,本系统配置两台50容量的汽动给水泵作为经常运行，一台30%容量的电动调速给水泵作为机组启

3、动和汽动给水泵故障时的备用泵。电动给水泵在机组正常运行期间处于热备用状态，当汽轮机甩负荷或汽动给水泵突然出现故障时，电动给水泵能立即投入运行。电动给水泵能够自动跟踪汽动给水泵的运行状态，并可以与汽动给水泵并列运行。,6,为提高给水泵运行的经济性，大容量机组都采用变速调节的高速给水泵，转速为50006000r/min。在同样的流量和扬程条件下，采用高速给水泵，可以减少泵的体积，减轻泵的重量，节省材料，提高运行可靠性。 给水泵传送的流体是高温的饱和水，发生汽蚀的可能性较大。要使泵不发生汽蚀，必须使有效汽蚀余量大于必需的汽蚀余量。泵必需的汽蚀余量随转速的平方成正比地改变，因此，高速泵所需的汽蚀余量比

4、一般水泵高得多，其抗汽蚀性能大大下降，当滑压运行的除氧器工况波动时极易引起汽蚀。,7,为防止给水泵汽蚀，每台给水泵前都安装一台低速前置泵。前置泵的转速较低，所需的汽蚀余量大大减少，加之除氧器仍安装在一定高度，故给水不易汽化。当给水经前置泵后压力提高，增加了进入给水泵的给水压力，提高了泵的有效汽蚀余量，能有效地防止给水泵汽蚀，并可大幅度降低除氧器的布置高度。,8,除氧器水箱有三根出水管分别接至给水泵组的三台前置泵。汽动泵的前置泵由单独配备的电动机驱动，与给水泵不同轴；电动给水泵的前置泵与电动给水泵通过液力联轴器同轴连接。前置泵的进水管道上依水流方向分别设置了一个闸阀和一个粗滤网。滤网可以防止在安

5、装检修期间可能聚积在除氧器水箱和吸水管内的焊渣、铁屑等杂物进入水泵。运行一段时间待系统干净后，可拆除滤网，以减少流动阻力。前置泵的入口水管上进口闸阀后还设置了泄压阀，以防止该泵组备用期间进水管超压。泄压阀的出口接管进入一个敞开的漏斗，方便运行人员监视。如果有泄漏，运行人员可以从泄压阀出口发现。,9,由于给水泵及其前置泵是同时启停的，因此在前置泵出口至给水泵进口之间的管道上不设隔离阀门。这段管道上依次设有流量测量喷嘴和精滤网，给水泵最小流量再循环控制阀的信号就取自这里。给水泵的出口管道上依次装有逆止阀、电动闸阀。给水泵出口设置逆止阀是当工作给水泵和备用给水泵在切换，工作给水泵停止运行时，防止压力

6、水倒流，引起给水泵倒转。,10,2.2给水泵最小流量再循环装置,三台给水泵出口均设置独立的再循环装置，其作用是保证给水泵有一定的工作流量，以免在机组启停和低负荷时发生汽蚀。最小流量再循环管道由给水泵出口管路上的逆止阀前引出，并接至除氧器给水箱。 最小流量再循环装置由两个隔离阀和一个电动调节阀组成。给水泵启动时，阀门自动开启；随着给水泵流量的增加，阀门逐渐关小；流量达到允许值后，阀门全关。当给水泵流量小于允许值时须自动开启。 再循环管道进入除氧器给水箱前，经过一个逆止阀，防止水箱内水倒入备用给水泵。,11,2.3再热器减温水管道和汽轮机高压旁路减温水管道,给水泵中间抽头水供再热器减温用。从三台给

7、水泵的中间抽头各引出一根支管，每根管上装一个逆止阀和一个电动隔离阀。逆止阀防止抽头水倒流回给水泵，隔离阀则方便给水泵检修。三根管子最后汇合成一根总管，通往再热器减温器。总管上装有气动隔离阀。然后分为两根支管去再热器事故减温器，支管上依次安装流量测量孔板、调节阀和隔离阀。 给水泵至高压加热器的给水总管上引出一根支管，为汽轮机高压旁路提供减温水。去高压旁路的管道上设有电动隔离阀和电动调节阀。,12,2.4 高压加热器系统,三台给水泵出口管道在闸阀后合并成一根给水总管，通往3高压加热器。给水系统设置三台全容量、卧式、双流程的高压加热器。加热器内分为三个加热区段：过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段。

8、高压加热器进一步将给水加热，以提高循环经济性。高压加热器的水管承受给水泵出口压力，如果管子破裂，给水必然流向汽侧，使加热器水位迅速上升，甚至倒流入汽轮机，发生严重事故。因此必须为高压加热器系统设置自动旁路保护装置。它的作用是一旦加热器故障，就及时切断加热器与给水管道的连接；这时，给水经过旁路流向锅炉，保证不中断地向锅炉供水。,13,加热器给水旁路系统分为大旁路和小旁路两种。大旁路系统是多台加热器共用一个旁路。这种旁路形式较为简单，管道附件少，设备投资小，安全性高，但是如果一台加热器故障，就必须同时切除高压加热器组，使给水温度大大低于设计值，降低机组的运行热经济性。小旁路系统是指每台加热器都具有

9、单独的给水旁路装置，包括进口阀、旁路阀和出口阀。因此其系统复杂，阀门数量多，投资大；但它的突出优点是非常灵活，需要时只切除故障的加热器，而其它加热器仍可继续投用，对整个系统的热经济性影响较小。,14,高压加热器的给水压力较高，因此阀门须承受很高的压力，造价较高。如果采用小旁路，会使管系过于复杂，阀门增多，投资加大，可靠性降低。并且，目前高压加热器的质量提高，单台高压加热器的事故率减少，可用率增大。因此，本机组的高压加热器系统配置一套由一个三通阀和一个电动闸阀组成的给水大旁路系统，3高压加热器入口设置三通阀，1高压加热器出口设置电动闸阀。当任何一台高压加热器发生故障时，关闭高压加热器组的进、出水

10、阀，给水经旁路向锅炉省煤器直接供水。 每台高压加热器的出口管道上均装有一个安全阀。这是为了防止高压加热器停运后，由于汽轮机抽汽管道上的隔离阀关闭不严，漏入加热器的蒸汽使加热器管束内的给水受热膨胀，引起水侧超压。,15,3 给水系统的运行,3.1 启动 给水系统的设备和管道在启动运行之前应全部充满水并排走系统内部的积存空气。各给水泵启动之前，应将其轴承润滑和冷却系统投入运行，并进行暖泵。 各泵满足启动要求后，应依次启动电动给水泵的前置泵和电动给水泵，其前置泵的入口闸阀全开，给水泵的出口电动闸阀处于全关位置。启动初期，给水经给水泵最小流量再循环管道返回除氧器水箱。其出口电动阀门随锅炉给水调节自动投

11、入，并逐渐开大。当锅炉给水需求量大于给水泵所需要的最小流量时，再循环阀自动关小直至关闭。,16,电动给水泵运行一段时间后，锅炉点火，当负荷逐渐增加至30MCR左右时，可以启动一台汽动给水泵。先启动与汽动给水泵匹配的前置泵，给水通过再循环管回到除氧器水箱。前置泵运转正常后，手动开启给水泵驱动小汽轮机的高压主汽门，同时开启给水泵的出口电动阀，汽动给水泵投入运行。在其出口给水压力达到给水母管中给水压力之前，给水仍由再循环管回到除氧器给水箱，然后该汽动给水泵开始向给水母管送水。此后，逐渐增加汽动给水泵的转速，增大给水流量，同时减少电动给水泵的流量。这时电动给水泵仍继续运行直至汽轮机负荷大于50MCR，

12、第二台汽动给水泵投入运行为止。当汽轮机的负荷增加，抽汽压力和流量能够驱动给水泵汽轮机时，给水泵汽轮机的低压主汽门自动开启，逐步切换到四段抽汽供汽；与此同时，高压主汽门逐渐关小直至完全关闭，高压汽源处于热备用状态。,17,2.2正常运行,正常运行期间，在机组不同负荷下，要求两台汽动给水泵组和三台高压加热器全部投入运行。给水泵汽轮机转速投入自动调节，电动泵自动备用。给水流量由小汽轮机转速进行调节。即使机组负荷降至50MCR以下时，仍要求两个汽动给水泵均保持运行。这主要是因为：一，汽轮机负荷低于50以后，抽汽参数较低，没有足够的能量驱动一台汽动给水泵满出力运行。如果将一台给水泵的汽源切换至新蒸汽（高

13、压汽源），虽然单泵能维持机组约60的负荷，但热经济性较差。二，给水泵汽轮机启停操作过多，不便于机组快速增加负荷。,18,2.3非正常运行,（1）一台汽动泵或其前置泵解列 当机组负荷大于60MCR时，任何一台汽动给水泵或其前置泵解列，电动给水泵组立即自动投入。电动给水泵与另一台汽动给水泵并列运行时，机组负荷不受影响。电动泵用改变泵的转速的方式来调节泵出口的给水压力和流量。 若机组负荷小于60MCR时，一台汽动给水泵或其前置泵解列，则可以不必启动备用电动给水泵，因为这时另一台汽动给水泵采用高参数主蒸汽驱动单独运行，可满足锅炉给水量的要求。,19,（2）汽轮发电机组甩负荷 汽轮发电机组甩负荷时，给水

14、系统的运行按照停机过程处理。 机组甩负荷时，电动给水泵自动投入运行。运行中的汽动给水泵首先因为失去4段抽汽而切换由新蒸汽驱动，然后逐渐关闭汽动泵的出口隔离阀，最后汽动泵停运。 随着给水需求量的下降，电动给水泵通过给水再循环管道运行，直至给水需求量为零，电动给水泵停机。 汽轮机甩负荷后，各段抽汽逆止阀均联动关闭，将引起给水温度大幅度降低。,20,（3）高压加热器解列 由于疏水不畅或管子泄漏，引起高压加热器汽侧水位超过最高水位时，高压加热器自动旁路保护系统动作，给水走旁路，三台高压加热器解列。关闭抽汽管道电动隔离阀和逆止阀，防止汽轮机超速和进水。打开抽汽逆止阀前的疏水阀，进行疏水。,21,2.4 正常停机,随着机组负荷的降低，两台汽动给水泵逐渐降低负荷