1、低压加热器疏水问题研究及内部改造【摘要】随着冬季供热负荷的增大，电厂低压加热器疏水水位逐渐上涨，水位控制器无法控制，严重影响机组经济运行。文章对该问题进行了分析，提出设备改造方案，确保了发电机组的安全经济稳定运行。 【关键词】疏水泵 低压加热器疏水 回热系统疏水 中图分类号：O532+.2 文献标识码：A 文章编号： 电厂采用低压加热器疏水逐级自流的疏水方式,虽然系统简单,但是由于四个低压加热器的疏水全部逐级自流入凝汽器热井,经循环冷却水冷却后通过凝结水泵打入四个低压加热器再利用抽汽加热凝结水,此过程中低压加热器的疏水经冷却后再用加热,疏水本身所具备的热量被白白浪费掉,额外地增大了冷源损失。同
2、时又因为高一级加热器的疏水自流至低一级加热器的蒸汽空间时,压力降低而造成疏水汽化放热,故排挤了较低级加热器加热蒸汽的抽汽量。在保持汽轮机功率不变的情况下,则排入凝汽器内的蒸汽量增加,从而增大了冷源损失。为了减少这部分冷源损失,截断疏水是较好的办法。使用疏水泵可以截断疏水,彻底消除疏水造成的负面影响,避免这部分冷源损失,提高机组的热经济性。 主要参数简介：a.汽轮机额定功率:600MW;b.汽轮机最大功率(VWO 工况)668.2MW;c.额定主汽压力和温度:P=16.7MPa.T=538;e.额定再热汽压力和温度:P=3.28MPa.T=538;f.额定主汽流量 1757.2t/h;g.额定再
3、主汽流量 1501.6t/h;h.凝汽器背压 5.83/4.83KPa 加装疏水泵改造方案分析：1、低加疏水泵位置的确定。低加疏水泵位置的选择,应首先考虑安装地点是否具备安装的安全和可靠性,其次考虑的是经济性。因#7 低加和#8 低加之间没有凝结水连接管路,且#8 低加加热蒸汽压力较低,额定工况下 8 段抽汽压力只有 0.045pa,疏水泵容易汽蚀。因此#8 低加疏水不具备安装疏水泵的条件; 如果对 7A、7B 低加加装疏水泵,需要 7A、7B 低加分别加装疏水泵才能维持低加的疏水水位,如果 7A、7B 低加都安装疏水泵,目前在汽机 0 米没有空间同时安装 4 台疏水泵组(7A、7B、#5、6
4、 低加各一台)。综上所述只对5 低加6 低加分别加装疏水泵,7、8 低加不安装疏水泵。 2、低加疏水泵出口位置的确定。#7、#8 低压加热器为组合式加热器,如果在#8 低压加热器出口设置疏水泵,疏水不便进入#8 低加出口的主凝结水系统。所以,疏水泵的设置位置选为低压加热器组的次末级加热器处,即#7 低压加热器出口。 3、低加疏水泵的选型原则。a.所选用的泵设计参数应尽可能滴靠近它的正常运行工况点;从而是泵能长期在高效率区运行,以提高设备长期运行的经济性。b.结构简单紧凑,体积小,重量轻的泵。c.采用的流量,扬程余量满足火力发电厂技术规程DL5000-2000 的规定。 4、低加疏水泵的参数选择
5、。输送液体的物性。物性特征:输送工质为水,蒸汽压力为 0.205mpa。相对密度为 1000kg/m3。 低加疏水泵的参数选择：(1)低加疏水泵流量的选择指单位时间泵输送的介质量。应按汽轮机最大进汽工况时接入该泵的疏水量之和计算,另加 10%裕量。由任务书知#5、#6 低加疏水流量,因此流量的确定如已下所示:5 低加疏水流量:46.3t/h,6 低加疏水流量:46.2t/h,5 低加疏水容积流量:46.3m3/h,6 低加疏水容积流量:46.2m3/h,裕量:1.1,选型容积流量:50.9m3/h (2)低加疏水泵的扬程的选择扬程是用来克服进,出口侧设备间的位差,压力差,管线系统(管线,仪表,
6、设备)的阻力及速度头损失。具体到低加疏水泵的扬程应按低压加热器到除氧器凝结水入口的介质流动阻力(按汽机最大凝结水量对应的工况计算,裕量(10%20%)、除氧器凝结水入口与低压加热器最低水位间的静压差、除氧器工作压力(裕量为 15%)、最大凝结水量对应工况下低压加热器内的真空确定,低加疏水泵的选型中扬程的计算 如已下所示:系统的计算阻力:0.815MPa,系统的计算阻力裕量:1.1,用于选型的系统总阻力:0.897MPa,除氧器工作表压力:1.02MPa,裕量:1.1,用于选型的除氧器压力:1.122MPa,除氧器与#5 低加的静压差:0.654MPa,低加的真空:0.366MPa,疏水泵选型扬
7、程:3.039MPa。 （3）低压加热器疏水泵的轴功率计算 1、有效功率:指单位时间内泵对液体所做的功。其公式为(1): 式中:NC 泵的有效功率,kW。 Q 输送温度下的泵的流量。m3/h 输送温度下的液体密度。kg/m3 H 扬程,m。 2、效率 :泵效率是指泵的有效功率 Nc 与泵轴功率 N 之比,其公式(2) = (2) (4)轴功率 N:由原动机传给泵的功率,其公式见式(3): 由以上三式可得低压疏水泵的轴功率为 :N=57kW 。 某公司的产品目录中,其 ISR 型疏水泵,参数为:流量 50m3/h、扬程350m、转速 2950r/min、轴功率 63kW、电机功率 75kw、电压
8、 380V。就本工程而言,选择 ISR 型较为合适。 疏水调节阀不能可靠动作对高压加热器的水位造成极大的影响，低压加热器汽侧水位过高、过低，不仅影响回热经济性，还威胁机组的安全运行。水位过低或无水位，蒸汽经疏水管流进相邻压力较低一级加热器，排挤该低压抽汽，降低热经济性，并可能使该级加热器汽侧超压、尾部管束受到冲蚀，同时加速对疏水管、阀门的冲蚀。 水位过高，将淹没部分受热面引起汽压波动，水可能从抽汽管倒流入汽轮机造成水击，使抽汽管和加热器壳体产生振动。而当低压加热器疏水不畅引起水位过高无法解决时，为降低疏水水位，只能开启旁路上水以减小高加给水流量，这样不但使高加抽汽量减少，而且造成锅炉给水温度偏
9、低，给机组的安全和经济运行带来不良影响。当给水温度降低时，一方面势必引起过热蒸汽汽温升高，使得管壁超温，管子表面氧化严重，蠕变加快，缩短寿命采取以上方案仍不能满足冬季最大疏水量的 要求，那么在运行中可采用以下方法来解决：旁路调节方式：在原调节阀的基础上，疏水量增大时部分开启旁路，以维持高加正常水位。 由于长期开启旁路会造成阀门的刷损，必须考虑换装通流能力匹配的调节器，甚至在短期内就出现爆管，危及设备安全；另一方面将会导致煤耗上升。 低压加热器的作用是利用在汽轮机内做过部分功的蒸气，抽至加热器内加热给水，提高水的温度，减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量，降低了能源损失，提高了热力系统的循环效率。结
10、构是较多的采用直立管板式加热器。加热器的受热面一般是用黄铜管或无缝钢管构成的直管束或 U 形管束组成的。被加热的水从上部进水管进入分隔开的水室一侧，再流入 U 形管束中，U 形管在加热器的蒸气空间，吸收加热蒸气的热量，由管壁传递给管内流动的水，被加热的水经过加热器出口水室流出。 综上，其疏水不畅原因不在管道，而是受两相流工况下集管小孔通流面积大小的影响。通流小孔越小则通流阻力越大，所以相对设计通流面积应大一些，一般应为疏水管径面积的 2 倍以上。 总结：机组的回热系统采用疏水逐级自流时,冷源损失加大,热经济性差。采用疏水泵连接方式,排挤的回热抽汽压力相对较高,其热经济性要比疏水逐级自流的好,所以电厂机组在实际运行中,应尽量采用疏水泵将低压加热器的疏水打入凝结水中,以提高机组整个回热系统的热经济性,更有利于节约能源。 参考文献： 【1】丁焕德;计算机控制系统在 300MW 机组化学水处理过程中的研究及应用D;华北电力大学;2001 年
