高壓加熱器水位運(yùn)行不穩(wěn)定的原因分析及改進(jìn)措施

天津泰環(huán)再生資源利用有限公司 樊文龍

某火力發(fā)電廠發(fā)電廠＃8機(jī)組是采用哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的型號(hào)為N200-230/535/535、一次中間再熱、凝汽式單軸三缸三排汽口汽輪機(jī)，1996年投產(chǎn)使用。全機(jī)共有8段非調(diào)整抽汽。其中1、2、3段分別為3臺(tái)高加抽汽用汽。另有4臺(tái)低加。3臺(tái)高加均為“U”型管表面式加熱器，疏水采用逐級(jí)自流的方式，＃1高加疏水最終至除氧器。疏水裝置為電動(dòng)式調(diào)節(jié)裝置。高加水位運(yùn)行不穩(wěn)定，據(jù)運(yùn)行日記統(tǒng)計(jì)，最多時(shí)一個(gè)月高加動(dòng)作8次，高加投入率不高。

1.原因分析

1.1 疏水裝置調(diào)整性能差

高加疏水系統(tǒng)中的疏水裝置仍采用DKJ式電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，這種裝置屬于80年代的產(chǎn)品，由于其執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械元件多，遲緩率大，很容易出現(xiàn)剎車失靈，產(chǎn)生過調(diào)現(xiàn)象。當(dāng)高加水位偏高需增大調(diào)整門開度時(shí)，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過調(diào)現(xiàn)象，會(huì)使水位降低過多；而當(dāng)高加水位偏低需減小調(diào)整門開度時(shí)，往往會(huì)使水位又上升過多。由于水位不穩(wěn)定，調(diào)整門頻繁動(dòng)作，對(duì)高加內(nèi)部及其疏水系統(tǒng)的管道沖蝕增大，甚至?xí)a(chǎn)生振動(dòng)，調(diào)節(jié)閥也易沖蝕磨損，經(jīng)常出現(xiàn)故障，以至造成高加水位調(diào)整失靈，引起高加保護(hù)動(dòng)作，或高加無水位運(yùn)行，特別是汽輪機(jī)變工況運(yùn)行時(shí)，高加水位就更加難以控制。

1.2 高加疏水至除氧器管道布置不合理

圖1

投入＃2、＃3高加疏水，調(diào)整至正常后投＃1高加時(shí)，隨即出現(xiàn)水位不斷升高甚至滿水現(xiàn)象。而疏水管道為∮219×7mm，疏水調(diào)節(jié)閥窗口通流面積79.4cm2，通流面積足夠，造成＃1高加疏水不暢的原因是疏水管路壓力損失太大，使疏水調(diào)節(jié)閥壓差減小，影響了通流能力。

1.3 高加疏水至除氧器管道管壁偏薄

由于長(zhǎng)期被沖蝕，高加疏水至除氧器管道管壁已由原來的8mm減至4～5mm，特別是疏水管道彎頭處，由于高加水位的波動(dòng)，磨損特別嚴(yán)重，以致管道及彎頭處泄漏而造成高加停運(yùn)。

2.改進(jìn)措施

據(jù)上述分析，利用2002年＃8機(jī)組大修時(shí)，采取了以下改進(jìn)措施。

2.1 更換KDJ自動(dòng)疏水裝置

切除KDJ的電動(dòng)疏水裝置，更換為“汽液兩相流”自調(diào)節(jié)液位控制裝置。自調(diào)節(jié)液位控制裝置克服了傳統(tǒng)的浮球式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式液位調(diào)節(jié)產(chǎn)品的缺點(diǎn)，基于“汽液兩相流”的原理，自動(dòng)調(diào)節(jié)容器出口流量，從而達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的液位。其結(jié)構(gòu)見圖1。

疏水由閥口進(jìn)入，調(diào)節(jié)汽由進(jìn)汽口進(jìn)入閥體內(nèi)部，當(dāng)調(diào)節(jié)汽進(jìn)入閥腔與疏水混合后，調(diào)節(jié)汽隨疏水一起向閥腔喉部流動(dòng)，由于喉部截面積不變，疏水的有效通流面積相應(yīng)減少，使疏水流量降低，從而達(dá)到阻礙疏水的作用。由于汽體比容為液體的1000多倍，只需極少汽量就可控制大量的疏水變化。該裝置自調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，無活動(dòng)部件，無任何機(jī)械、氣動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)和控制系統(tǒng)，無需熱工信號(hào)的支持，內(nèi)芯采用全不銹鋼材料，高溫下耐蝕、耐磨、耐沖刷性好，且適應(yīng)負(fù)荷變化范圍大。

2.2 改變布置方式

原系統(tǒng)在除氧層有7個(gè)彎頭，管路較長(zhǎng)，經(jīng)改進(jìn)后，減少了4個(gè)彎頭和7m的管路，較大幅度地減少了壓力損失

2.3 更換高加疏水至除氧器管道

為提高管道的強(qiáng)度、耐蝕、耐溫性能，將高加疏水至除氧器管道由原來的＃20鋼更換為不銹鋼管，彎頭采用∮219mm×8mm不銹鋼材料，并對(duì)相應(yīng)支吊架進(jìn)行了改造，減小管道擺動(dòng)。

3.改造效果

通過對(duì)高加疏水系統(tǒng)的改進(jìn)，2002年8月至2003年2月期間，＃8機(jī)3臺(tái)高加在機(jī)組運(yùn)行中都能全部投入。且由于高加疏水系統(tǒng)中采用了汽液兩相流疏水器，自調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，適應(yīng)負(fù)荷變化范圍廣，在機(jī)組負(fù)荷40%～100%范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，保持高加水位在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行，增強(qiáng)了機(jī)組變工況運(yùn)行時(shí)回?zé)嵯到y(tǒng)的適應(yīng)性。高加疏水系統(tǒng)故障率由改造前的55%降為0，高加穩(wěn)定性及投入率大大提高，機(jī)組熱效率也相應(yīng)增加，提高了機(jī)組的安全性；同時(shí)，由于新加裝的汽液兩相流調(diào)節(jié)裝置無機(jī)械電氣元件，無需熱工信號(hào)的支持，減少了熱工人員及運(yùn)行人員的工作量。

4.鞏固措施

綜上所述，針對(duì)該發(fā)電廠＃8機(jī)組高加水位運(yùn)行不穩(wěn)定的改造是成功的，應(yīng)繼續(xù)跟蹤高加汽液兩相流疏水器的運(yùn)行情況，堅(jiān)持做好設(shè)備的運(yùn)行記錄。利用機(jī)組大小修期間定期檢查高加疏水管道，防止高加疏水管道爆裂而引起停高加及故障停機(jī)事故的發(fā)生。同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備巡查，關(guān)注高加危急疏水門的狀況，杜絕泄漏、機(jī)械卡死的設(shè)備隱患。