電站汽機房內(nèi)蒸汽管道疏水方案優(yōu)化

張健++竇泉林

摘 要：電廠蒸汽管道疏水系統(tǒng)設(shè)置的合理性對機組運行的安全性和經(jīng)濟性尤為重要，本文針對電廠中普遍存在的疏水設(shè)置問題，對某電廠原設(shè)計的輔助蒸汽系統(tǒng)疏水管道進行優(yōu)化，提出應(yīng)根據(jù)疏水參數(shù)、疏水類型、運行工況、系統(tǒng)功能等方面綜合考慮以確定各疏水流向。

關(guān)鍵詞：汽機房；輔汽系統(tǒng)；疏水流向；方案優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.004

1 引言

疏水系統(tǒng)是整個電站熱力系統(tǒng)的一個重要組成部分，直接關(guān)系著機組運行的安全性和經(jīng)濟性。如果疏水系統(tǒng)不能正常操作及合理使用，將會使汽輪機本體及管道內(nèi)的疏水不能正常排放，造成汽輪機汽缸進水而引起轉(zhuǎn)子彎曲及動靜部分摩擦。蒸汽管道在投入時也會因水沖擊產(chǎn)生較大震動，造成設(shè)備損壞等惡性事故。所以疏水系統(tǒng)不但要設(shè)計合理，保證系統(tǒng)疏水暢通，而且在運行中又要正確地操作，這是機組安全運行的基本保障。

對于疏水的研究，此前多偏重于疏水的設(shè)置合理性以及根據(jù)疏水參數(shù)來確定其排入情況，而忽視了疏水排向的研究，對機組的安全穩(wěn)定運行存有隱患。

2 蒸汽管道疏水類型及設(shè)置要求

疏水種類繁多，按不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分方式。運行中的首要原則是“按時疏水”，即：各種疏水隨著機組的啟停、負(fù)荷的增減按時開啟及關(guān)閉。按疏水時間和工況不同，疏水可分為自由疏水（也稱停機放水）、啟動疏水（暫時）和經(jīng)常疏水（運行中）。這里以此劃分介紹疏水系統(tǒng)的合理設(shè)置。

自由疏水一般是鍋爐點火后機組啟動暖管前開啟，其主要是上次機組啟停后存留管中的凝結(jié)水，多排至地溝或無壓放水管；啟動疏水一般在機組啟動前開啟，排除暖管及機組低負(fù)荷時的疏水，此時管道內(nèi)有一定的蒸汽壓力，而且疏水量也比較大，所有可能積水而又需要及時疏出的低位點均需設(shè)置啟動疏水，同時，在裝設(shè)經(jīng)常疏水裝置處也應(yīng)裝設(shè)啟動疏水；經(jīng)常疏水一般在機組正常運行時開啟，蒸汽管道正常工作壓力下，在蒸汽過熱度偏低處將含有水分的蒸汽排掉，防止疏水聚集后引發(fā)事故，多設(shè)置于經(jīng)常處于熱備用狀態(tài)的設(shè)備進汽管段的低位點和蒸汽不經(jīng)常流通的管道死端。

電站汽機房內(nèi)的蒸汽管道主要集中在主汽及再熱系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)、輔汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)和汽機本體系統(tǒng)中。目前有相當(dāng)多的電廠蒸汽管道疏水只簡單的將疏水全部排放至疏水?dāng)U容器中，會影響機組安全啟動和運行，也影響到疏水承受容器的安全，正確的做法應(yīng)根據(jù)疏水參數(shù)、疏水類型、運行工況、系統(tǒng)功能等方面綜合考慮以確定各疏水接入點。

3 對某電廠輔汽系統(tǒng)疏水管道的優(yōu)化

當(dāng)前對疏水系統(tǒng)的設(shè)置多數(shù)為從疏水參數(shù)方面考慮疏水是否暢通，接入點是否合理，而忽視了電廠運行工況及各系統(tǒng)功能方面考慮疏水去向的合理性。

本文以某火電廠輔助蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)化為例，描述蒸汽管道不同疏水類型的去向。本輔汽系統(tǒng)設(shè)計壓力1.27MPa（g），設(shè)計溫度345℃，兩臺機組輔汽聯(lián)箱互為熱備用。圖1為優(yōu)化前的輔汽系統(tǒng)，為現(xiàn)國內(nèi)電站普遍采用的疏水設(shè)置，即盡可能多的將疏水管接至凝汽器擴容器，圖2為優(yōu)化后的輔汽系統(tǒng)疏水設(shè)置。

（1）輔汽聯(lián)箱安全閥排汽管道（N1口接管）閥后疏水接至無壓放水母管，經(jīng)優(yōu)化，取消疏水管道上的關(guān)斷閥。安全閥只在特殊工況起跳時，排汽末端及疏水末端均為大氣壓，即兩路壓差相同，而由于疏水管道同排汽管道的管徑相差較大，疏水管道較排汽管道阻力大很多，排汽不會從疏水側(cè)漏斗排出，即疏水管道只會在安全閥回座時排放母管的疏水。故可取消疏水管路上的關(guān)斷閥。另，此處疏水不可接入擴容器，因為疏水?dāng)U容器為負(fù)壓，接入后高溫高壓的安全閥排汽會對凝汽器造成損壞。

（2）輔汽聯(lián)箱本體疏放水管道（N5口接管）分自由疏水、啟動疏水和經(jīng)常疏水三路，優(yōu)化前將啟動疏水和經(jīng)常疏水合并后引至擴容器，自由疏水單獨引至無壓放水。機組正常運行時的經(jīng)常疏水排至疏水?dāng)U容器沒有問題，而考慮啟動疏水去向時得綜合考慮機組的啟停過程，機組啟動時輔汽系統(tǒng)需首先啟動，此時軸封系統(tǒng)尚未投運，即凝汽器尚未建立真空，不能向凝汽器疏水，故此時的啟動疏水只能排放至有壓放水母管。《電廠動力管道設(shè)計規(guī)范》（GB50761-2012）出于簡化系統(tǒng)的考慮，建議將自由疏水和啟動疏水合并（其余管路的自由疏水均取消），故優(yōu)化后的疏水只保留啟動疏水和經(jīng)常疏水，分別排至無壓放水母管和擴容器。

（3）輔汽至除氧器管道（N3口接管）疏水為常規(guī)設(shè)置，經(jīng)常疏水和啟動疏水合并后排至疏水?dāng)U容器。由于輔汽供除氧器前，軸封系統(tǒng)已經(jīng)投運，故可將經(jīng)常疏水和啟動疏水均排至凝汽器擴容器。

（4）冷段供輔汽（N2口接管）管道優(yōu)化前在氣動關(guān)斷閥與止回閥間設(shè)置疏水點。由于冷段供聯(lián)箱管道只在機組低負(fù)荷時動作，機組正常運行時氣動關(guān)斷閥為關(guān)閉狀態(tài)，且由于止回閥的結(jié)構(gòu)特性，在氣動關(guān)斷閥與止回閥間形成了低位點，需要設(shè)置疏水。從整個系統(tǒng)考慮，冷段供輔汽接出點為冷段止回閥后，且氣動關(guān)斷閥為關(guān)斷狀態(tài)，已充分保證了汽機的安全，故優(yōu)化后取消該管道上的止回閥，即取消低位點的同時可取消疏水點。

（5）輔汽聯(lián)絡(luò)管（N4口接管）優(yōu)化前將經(jīng)常疏水和啟動疏水合并后排至疏水?dāng)U容器，即只考慮了單臺機組的運行情況，未從兩臺機組的啟停工況充分考慮。由于輔汽聯(lián)箱互為熱備用，以1#投運，2#停運為例，此時閥A開，閥B關(guān)。由于2#停運，2#的凝汽器為停運狀態(tài)，故靠近閥B的疏水接至2#的凝汽器擴容器后會對擴容器造成損壞。優(yōu)化后，將啟動疏水和經(jīng)常疏水均改為排至各自機組的有壓放水母管。

通過以上優(yōu)化，不僅簡化了系統(tǒng)，更保證了機組安全啟動和運行，也保證了疏水承受容器的安全。

4 結(jié)語

（1）蒸汽管道的自由疏水可以同啟動疏水合并，無需再單獨設(shè)置。

（2）安全閥后疏水管由于管徑較母管相差很多，從阻力比的角度可無需在疏水管道上再設(shè)置關(guān)斷閥。

（3）在滿足規(guī)程的前提下疏水點應(yīng)盡可能少設(shè)置，可通過優(yōu)化系統(tǒng)減少疏水點，既簡化系統(tǒng)又節(jié)約投資。

（4）設(shè)計疏水去向時須從疏水參數(shù)、疏水類型、運行工況、系統(tǒng)功能等方面綜合考慮，不可單純的將疏水接至凝汽器擴容器，否則會影響機組安全啟動和運行，也影響到疏水承受容器的安全。

參考文獻：

[1]田豐.大型機組汽輪機疏水系統(tǒng)若干問題探討[J].熱力透平，2004，33（02）：124-126.

[2]魏玉軍.發(fā)電廠疏水對于凝汽器性能影響的研究[J].山東大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

作者簡介：張?。?982-），男，江蘇連云港人，碩士，工程師，主要從事火力發(fā)電廠熱機專業(yè)設(shè)計。