超临界机组#7、8低加正常疏水改造.doc

1、 1 超临界 600MW 机 组 #7、 8 低 压 加 热器 正常 疏水改造 the normal hydrophobic of the # 7、 8 low-pressure heater transformation in Supercritical 600MW Unit 朱宝森 Zhu Baosen （ 华电潍坊发电有限 公司 ） 摘要：超临界 600MW 机组 #7、 8 低 压加热器 疏水不畅带有一定的普遍性，主要原因是 #7、 8 低 压 加 热器 的汽侧压力之差较小，疏水水位差较大，疏水管线阻力大 。 在 某 公司 进行的疏水管道改造中，通过减少疏水位差，去掉疏水 闸阀，优化管

2、线 布置 等措施 ，减少 了 系统阻力 。改造后， 机组 负荷 在 300MW 以上 能够实现 #7 低压 加热器 到 #8 低压加热器 的正常疏水。 Abstract: 600MW supercritical generating units # 7,8 hydrophobic low-pressure heater with a certain degree of universality of the unreasonable, mainly because low-pressure heater # 7,8 vapor pressure difference between the s

3、maller side, hydrophobic water level difference greater resistance to large hydrophobic pipeline . In a companys transformation of the hydrophobic channel, by reducing the hydrophobic potentiometer, remove the hydrophobic gate, optimizing the pipeline layout and other measures to reduce the resistan

4、ce of the system. After the transformation, more than 300MW unit load can be achieved in the low-pressure heater # 7 to # 8 the normal hydrophobic low-pressure heater. 关键词： 工况 ； 低加 ； 正常 疏水 ； 管线改造 ；阻力； Key words: Condition； Low-pressure heater； Normal hydrophobic； Transformation pipeline； Resistance；

5、 1 #7、 #8 低 压加热器 疏水改造前的情况 某 公司 #3、 #4 机从试运到投产一直存在 #7、 #8 低 压 加 热器（以下简称“低加”） 正常疏水无法逐级自流现象 。 机组 在 THA 工况下 ， #7、 #8 低加的疏水压差达 不 到设计压差 46.69kPa【 1】 ， 实际 只有 31kPa 左右 ， 并且 存在 #6、 #7 抽汽温度超温 ，以上均 造成疏水困难 ，无法实现低压加热器的正常疏水 。 从现场情况来看，管线布置 复杂 、管径偏细 ，存在爬坡和“ U”型弯 ， 造成管线沿程和局部阻力损失过大，疏水仅靠抽汽压差 的作用无法克服系统阻力，造成疏水 不畅 ， 被迫开启

6、 #7 低 加 危急疏水门 来保持低加水位 ， 经等效热降计算，由于 #7、 8 低加疏水不畅，造成机组热耗升高 10kJ/kwh，回热循环效率降低。 2 #7、 #8 低加疏水 现场布置情况 2 2.1 部分 改造 成果 通过调查 发 现， 位于 凝汽器喉部 的 #7、 #8 低加 正常疏水不畅 在 已投产和近期投产的 机组中带有一定的普遍性 。 国内亚临界 300MW 机组疏水不畅 最早出现在山东石横电厂， 当 机组负荷降至额定负荷的 70%时，由于 #7、 #8 低加 疏水压差只有 38.9kPa， 而 #7 低加正常疏水出口至 #8 低加进口提升约 2m 高差后， 疏水压差 已经难以克

7、服 正常疏水调节阀与两侧隔离阀及疏水管道的阻力， 致使 #7 低压加热器 无法 正常疏水 ，出现疏水 不畅。 从现有的资料看， 有的 电厂更改了疏水口 位置 ， 将 正常疏水 管道重新布置后 ， 此问题得到解决或部分解决。 目前， 设计单位 在设计疏水口的位置时，设计成侧出上进型式， 较早期石横电厂的疏水高差已经有所减少 。因此 ， 理论上 #7、 8 低加 通过合理的管道布置 和阀门改造， 可以实现 正常 疏水。 2.1 现场 管道实际布置情况 （ 1） 现场疏水口 位置及管线走向如图 一 所示： 单位： mm 图一 #7、 8 低加疏水布置简图 （ 2） 从现场 实际运行负荷来看， #7、

8、 #8 低加 疏水压差一般在 31kPa 左右 ， 经过现场 管线 测绘3 后的 情况如 图二所示 ： 单位： mm 图 二 #7、 8 低加 实际 疏水 管线 布置图 3 低压加热器疏水 阻力 论证 3.1 现场 疏水管道及阀门情况 现场疏水 调阀前 管道 管径为 1945，调阀后 疏水管径 为 2199， 调阀前截门 工程直 径为DN175，阀后截门工程直径为 DN195。 管道走向为由 #7 低 加的中部出来，经过一个“ T”型 三通，向上为正常疏水，向下为危急疏水，正常疏水向上后为方便调阀 布置，管道向南走到 6.9 米 层 基础之上，然后向下 水平 布置调阀 ， 再 向上进入 #8

9、低 加顶部疏水口。 3.2 初步阻力计算 对系统阻力进行 初步计算：查阅 汽轮机 热平衡图 ： 在 vwo 工况 下， #7 低加到 #8 低加的疏水量为 232t/h【 1】 ， 疏水温度按照 60 、运动粘度按照 0.46910-6m2/s;现场管线长度为 19850mm，弯头数量 有 6 个 900 弯头 、 1 个 450 弯头，一个阻力较大的“ T”型三通，两个 闸 阀 。 经 计算系统阻力（沿程和局部阻力损失）为 17.61kPa，加上 #7 低加疏水冷却段压损 10kPa， 疏4 水管道 爬坡静压头 15kPa。 去 除 调节阀 阻力 后整个系统阻力为 17.61+10+15=4

10、2.61kPa， 实际的 最大 抽汽 压差为 31kPa ， 再加上调阀的阻力，抽汽压 差 已无法克服 系统阻力 。 因此 ， 无法实现 #7 低 加 正常疏水要求。 4 低加疏水 改造 方案论证 4.1 改变疏水口位置方案 针对存在的问题，考虑 降低 疏水口的位置， 减少疏水位差。 即将 #8 低加疏水口 改到加热器的下部或更改到加热器的侧面。 （ 1） 更改到 #8 低 加的 下 部将面临两个问题，一是由于 #7 低加的疏水温度较高，在进入 #8 低加时由于压力骤降造成汽化，影响加热器水位的稳定，严重造成加热器危急疏水门的误开。二是 如更改到加热器的下方， 为避免疏水对换热管造成损伤， 需

11、要 将低压 加热器芯子托出 7-8 米，在加热器的底部 开孔 加装防冲蚀板 。该方案 现场施工困难，且更改后现场空间无法布置调阀，改造难度大。 （ 2） 更改到 #8 低 加 侧下方，这种方案对于加热器危急疏水和正常疏水分别 布置 在加热器两端的 方式比较有效， 即加热器正常疏水 和危急疏水分两侧 布置 ，正常疏水布置 在加热器椭圆封头处。这样就 可以在 #8 低加的椭圆封头 处 开孔，安装一接管座，再另 做 一 扩容减压 管件， 扩容减压 管件底部封住， 周侧开小孔，然后将管件装入管座后焊接，这种方法简单易行，且便于操作 。 但是，从 现场布置来看，正常疏水和危急疏水在加热器前水室 。 如果

12、按此方案实 施 ， 将增加现场管线长度和弯头数量，最 后 可能导致 改造后的位差收益 被管线长度 吃掉而达不到改造效果。 两个方案均在现场实施不了 ,考虑 对现有的阻力 构成 情况进行分析，查看还 可以做哪 些工作，降低系统阻力 。 4.2 管线 改造方案 （ 1） #7 低加的疏水端差设计为 5.6，造成的疏水阻力为 10kPa 左右。 此属于加热器设计原因，不能进行更改。 （ 2） 查看 管线布置 现场 ， 发现 疏水高度 可以进行 微改 ，因为 设计厂在进行疏水 设计时 ， 要求接 管座的高度为 6-8 寸 ，安装公司施工时为了安装方便将高度加高了 200mm 左右 。 因此， 如果将此

13、短节割去加上变径弯头，可 以降低疏水高差到 1300mm。 （ 3） #7 低加出口应用了局部阻力系数 较 大的“ T”型三通， 查阅资料发现此三通的阻力系数 =1.3 而如果改造成水平三通后 =0.1，将大大降低局部阻 力损失 【 2】 。 （ 4） 将 #7 低加 疏水调阀布置在 #7、 #8 低加 前方，以 减少 管道长度， 弯头数量 ； 加大管径，将5 疏水 速度降低， 进一步 减少沿程和局部阻力损失 。 通过计算，将 阀前 管道改造为 27311， 阀后管径进行了如下的计算： 查阅 #7 段抽汽 温度 110， #7 低加疏水温度 71（对应饱和压力 32.57kPa） 、抽汽压力为

14、 52.96 kPa、抽汽压损考虑 5%。 当前大气压 101.2kPa, #7 低加 疏水 绝对 压力为 101.2-52.96=48.24kPa 实际疏水口压力为 48.240.95 -10 =35.83kPa 因此，要求管线压降不能大于 35.83-32.57= 3.26kPa。 考虑到调阀的阻力，阀后流体 可能 出现汽化，需要 采用 比阀前大 一个规格 的管道 3258。同时， 弯头数量减少为 5 个 ， 1 个 450 弯头 ，则 管道总的阻力降 低 为 2.58kPa【 2】 。 （ 5） 将 疏水 阻力较大的疏水调阀改造成为疏水球阀，现场应用 FISHER 公司生产的 8 寸 调

15、阀，行程为 3 寸 ，如果取消直通式的调节阀更换成通流能力大一倍的疏水球阀，可降低阻力 2-3kPa，但该项目实施费用较高，且无法满足工期要求。 因此， 考虑将疏水闸阀去除， 经计算 可以降低阻力 0.3 kPa。 【 2】 如果现场实施 五个项目 改造， 整个系统阻力在 2.28+10+13=25.28kPa，该阻力已经低于 #7、 8 低加 实际抽汽压差， 可以实现 #7 低加 疏水逐级自流工作。 5 疏水管道 施工 情况 5.1 改造实施方案 #7、 8 低加疏水口口径为 219， 为避免管道布置标高的增加，在施工中采用了变径弯头，相对降低了疏水高差，且现场易于布置、施工方便。 （ 1）

16、 将原来的 #7、 #8 低加的疏水管段拆除，将 #7 低加疏水出口和 #8 低加的疏水入口各截留150mm 的直管长度，将调门前后管道的支撑部件拆除保留。 （ 2） 将 疏水 调门前后 闸阀 拆除 。 （ 3） 在 #7、 #8 低加 前方 制 做 安装支撑疏水调节阀的平台。平台的尺寸应便于调门的安装和检修，并且不会对周围设备的运行操作造成妨碍。 （ 4） 更换调阀前管道尺寸为 2737mm，阀后的管道更改为 3258mm。阀前管道的标高和#7 低加的疏水出口标高一致，阀后管道倾斜 450 左右 通过弯头接入 #8 低加疏水入口。 5.2 改造 后的 管线 布置图，如图三 ： 6 单位： mm 图 三 #7、 8 低加疏水管线改造后布置图 6 疏水管道改造后运行情况 疏水管道改造后，机组负荷 稳定在 300MW 以上不 需开 #7 低加 危急疏水阀就可保持 #7 低加的水位稳定， #7、 8 低加实现正常疏水。 参考文献： 【 1】 660MW 汽轮机热平衡图 上海汽轮机厂 【 2】 流体力学 林建忠等 清华大学出版社 2005 年