论文部分内容阅读
摘要：汽轮机在启动过程中，是一个金属吸热升温的过程。暖机暖管初期，高温蒸汽与温度较低的金属接触，蒸汽凝结放热，将热量传递给管道及汽缸金属部件，蒸汽即凝结成水，这些疏水应及时排放，若积存在管内不仅严重影响暖管传热，而且可能带来管道的水冲击，造成阀门、管道和法兰的破裂损坏。如果蒸汽夹带了疏水进入汽轮机内，将会发生更为严重的水冲击设备损坏故障。所以，汽轮机组疏水系统可靠稳定显得尤为重要。
关键词：疏水系统；水平改垂直；疏水联箱
一、疏水系统的简介
胜利发电厂300MW机组为C300/237-16.7/0.39/537/537型汽轮机组，属亚临界中间再热两缸两排汽采暖抽汽凝汽式机组。东方汽轮机厂生产制造，热力系统构造由西北电力设计院设计。
汽轮机在启动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择的较低，但均超过了汽缸内壁温度较多，蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下的饱和温度时，凝结放热过程才结束，凝结疏水量才大大减少。
在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽中含有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。另外，汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。由于本体疏水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部；蒸汽管道内疏水不及时排放，积存管内不仅严重影响暖管传热，而且可能带来管道的水冲击造成阀门、管道及法兰破裂损坏。因此，在汽轮机启动或停机时，必须要保证疏水的及时排放，疏水系统稳定可靠尤为重要。
二、目前300MW机组疏水系统存在的问题
胜利发电厂300MW汽轮机组疏水系统是一种典型的系统，许多300MW机组都采用这样的系统：汽轮机本体的疏水、主汽疏水、再热蒸汽疏水、各级抽汽疏水、轴封供汽系统疏水和其他管道疏水放汽等等，都通过疏水联箱进入凝汽器的背驮式扩容器，再排入凝汽器。3号机凝汽器的背驮式扩容器上只安装了5根长约1.2m的疏水集管，所有的疏水系统的许多管道和阀门都布置在机头底层凝汽器东侧，整体空间狭小，布置拥挤，各疏水管间距只有200mm左右，致使各疏水阀门手轮互相挤压，造成阀门操作不方便，开启时间长，机组疏水不能快速排放，致使汽缸内外壁、法兰内外壁、转子等部件长时间存在温差，产生热应力，对机组危害较大。气动阀门装置布置在管道内侧，机组运行中，当气动装置发生异常时，热控人员调试困难，时常发生机组启动需快速疏放水时而气动门打不开的现象，更加加剧了机组温差变化；而且经常发生烫伤热控人员的问题。阀门由于长期不能检修，关闭不严密，以致运行中高压蒸汽不断进入凝汽器，给凝汽器真空带来一定的不利影响。，所以有必要对3号机疏水系统进行改造，使机组能更加安全经济的运行。特别是主蒸汽、再热蒸汽管道疏水阀、本体疏水阀的泄漏造成高品质的蒸汽大量浪费。
三、疏水系统改造技术方案
为便于疏水管道布置摆放，将北侧3A胶球泵移至主油箱西侧，其附属管道重新布置。3号机凝结水最小流量阀至凝汽器的管道抬高重新布置，使3A扩容器南侧留出空间布置疏水管。8号低加逐级疏水管道抬高沿供热抽汽管道上方接入3A扩容器，使3A扩容器北侧留出空间布置疏水管。
加装8台疏水联箱，汽机本体高、中压疏水管道重新设计，原直接进入凝汽器背驮式扩容器的疏水管道，现改为进入外置的疏水联箱，再进入凝汽器。集一管改造，将原集一管割除，在原接口处联接一疏水联箱以满足布置需要，可将各疏水管加大间距重新布置，其各疏水管布置方式不变。集二管改造，将原集二管割除，位置与集五管互换。用等管径管道重新连接并向南延长3200mm，并排连接3台疏水联箱。将原集管上连接的三排各疏水管保持顺序分别接入3台疏水联箱，每根各疏水管垂直于疏水联箱中心线引接入联箱。集三管改造，将原集三管割除，与集四管位置互换，用等管径管道连接2台疏水联箱。将原集管上连接各疏水管保持顺序分别接入2台疏水联箱。集四管改造，集四管接入集三管位置，用等管径管道向北延长1200mm。引接1台疏水联箱。将各疏水管加大间距重新布置，其各疏水管布置方式不变。集五管改造，将原集五管割除，位置与集二管互换。为了便于布置疏水管道，加一疏水联箱以满足布置需要，可将其各疏水管加大间距，其各疏水管布置方式不变。原部分疏水管在接入疏水联箱前并管，本次改造并管方式保持不变。疏水阀和截止阀集中、垂直布置，标高大约2m，为了便于阀门操作和检修，设阀门操作平台，标高大约1.2m。疏水扩容器减温水来自凝结水，由调节阀控制水量，从节约费用方面考虑，减温水仍接入备驮式扩容器，疏水联箱不另接减温水。
现有疏水阀控制电源修改。由于疏水管道的改造，管道之上的阀门相应移位，原布置的气动疏水阀随着管道移动而相应的进行改动，因此，接入执行器的仪用压缩空气管或母管应作相应修改；接入执行器的用于开启电磁阀的电缆也应修改，电磁阀的控制电缆拟采用就地增设接线盒的方式，通过接线盒接入执行器，仍保持进入DCS系统。
四、疏水系统改造技术原则
本次改造新安装的疏水联箱标高及接入扩容器的疏水口位置保持不变。各路疏水管垂直向下，再斜45度插入疏水联箱，并朝疏水流动方向连续倾斜，以免管道积水。由于各管道的疏水口比疏水扩容器进口的疏水联箱高，疏水能顺畅地进入疏水扩容器。本疏水系统改造时保证汽轮机本体疏水、高中压主汽调节阀后管道疏水、抽汽止回阀及阀前管道疏水等排列正确。接入疏水联箱的各疏水管要按压力递减顺序排列，压力最高的各疏水管应接在距离疏水联箱出口处最远的位置。疏水点的蒸汽温度高于420℃，则其疏水管采用合金钢管；低于420℃疏水管采用20G钢管。节流孔板或节流组件应布置在尽量靠近疏水联箱处，便于经常清理且不易被污物堵塞的位置。所有疏水联箱坡度i =0.003。
五、疏水系统改造效果
疏水改造后使疏水系统趋于完善，在保持汽机房现有布局的基础上，做到合理布置，管道整齐美观。疏水系统改造后投运正常，机组启停时汽缸上下夹层温差明显减小，凝汽器运行工况明显改善，使汽机疏水系统的安全性和经济性显著提高。
解决了空间狭小问题。原各疏水管由横向布置改为垂直布置，各疏水管间距由200mm增大至600mm。而且疏水系统整体空间没有增大，各路管道布局清晰可见，井然有序。改善了疏水系统阀门操作和检修条件。方便了运行人员巡视设备。这样可使检修人员抢修快捷，工作效率提高。
通过增加疏水联箱的方式，将各疏水管分开布置，优化了系统。从而使疏水压降下降更快，疏水排放更加畅通。使机组启停速度加快，3號机改造前启动时间为220分钟，改造后启动时间缩短为为130分钟。按启动时锅炉用油7t/小时计算，可节约用油10.5t。
机组热效率提高，检修费用、时间均有所降低。对阀门内漏问题得到很好控制。
关键词：疏水系统；水平改垂直；疏水联箱
一、疏水系统的简介
胜利发电厂300MW机组为C300/237-16.7/0.39/537/537型汽轮机组，属亚临界中间再热两缸两排汽采暖抽汽凝汽式机组。东方汽轮机厂生产制造，热力系统构造由西北电力设计院设计。
汽轮机在启动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择的较低，但均超过了汽缸内壁温度较多，蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下的饱和温度时，凝结放热过程才结束，凝结疏水量才大大减少。
在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽中含有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。另外，汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。由于本体疏水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部；蒸汽管道内疏水不及时排放，积存管内不仅严重影响暖管传热，而且可能带来管道的水冲击造成阀门、管道及法兰破裂损坏。因此，在汽轮机启动或停机时，必须要保证疏水的及时排放，疏水系统稳定可靠尤为重要。
二、目前300MW机组疏水系统存在的问题
胜利发电厂300MW汽轮机组疏水系统是一种典型的系统，许多300MW机组都采用这样的系统：汽轮机本体的疏水、主汽疏水、再热蒸汽疏水、各级抽汽疏水、轴封供汽系统疏水和其他管道疏水放汽等等，都通过疏水联箱进入凝汽器的背驮式扩容器，再排入凝汽器。3号机凝汽器的背驮式扩容器上只安装了5根长约1.2m的疏水集管，所有的疏水系统的许多管道和阀门都布置在机头底层凝汽器东侧，整体空间狭小，布置拥挤，各疏水管间距只有200mm左右，致使各疏水阀门手轮互相挤压，造成阀门操作不方便，开启时间长，机组疏水不能快速排放，致使汽缸内外壁、法兰内外壁、转子等部件长时间存在温差，产生热应力，对机组危害较大。气动阀门装置布置在管道内侧，机组运行中，当气动装置发生异常时，热控人员调试困难，时常发生机组启动需快速疏放水时而气动门打不开的现象，更加加剧了机组温差变化；而且经常发生烫伤热控人员的问题。阀门由于长期不能检修，关闭不严密，以致运行中高压蒸汽不断进入凝汽器，给凝汽器真空带来一定的不利影响。，所以有必要对3号机疏水系统进行改造，使机组能更加安全经济的运行。特别是主蒸汽、再热蒸汽管道疏水阀、本体疏水阀的泄漏造成高品质的蒸汽大量浪费。
三、疏水系统改造技术方案
为便于疏水管道布置摆放，将北侧3A胶球泵移至主油箱西侧，其附属管道重新布置。3号机凝结水最小流量阀至凝汽器的管道抬高重新布置，使3A扩容器南侧留出空间布置疏水管。8号低加逐级疏水管道抬高沿供热抽汽管道上方接入3A扩容器，使3A扩容器北侧留出空间布置疏水管。
加装8台疏水联箱，汽机本体高、中压疏水管道重新设计，原直接进入凝汽器背驮式扩容器的疏水管道，现改为进入外置的疏水联箱，再进入凝汽器。集一管改造，将原集一管割除，在原接口处联接一疏水联箱以满足布置需要，可将各疏水管加大间距重新布置，其各疏水管布置方式不变。集二管改造，将原集二管割除，位置与集五管互换。用等管径管道重新连接并向南延长3200mm，并排连接3台疏水联箱。将原集管上连接的三排各疏水管保持顺序分别接入3台疏水联箱，每根各疏水管垂直于疏水联箱中心线引接入联箱。集三管改造，将原集三管割除，与集四管位置互换，用等管径管道连接2台疏水联箱。将原集管上连接各疏水管保持顺序分别接入2台疏水联箱。集四管改造，集四管接入集三管位置，用等管径管道向北延长1200mm。引接1台疏水联箱。将各疏水管加大间距重新布置，其各疏水管布置方式不变。集五管改造，将原集五管割除，位置与集二管互换。为了便于布置疏水管道，加一疏水联箱以满足布置需要，可将其各疏水管加大间距，其各疏水管布置方式不变。原部分疏水管在接入疏水联箱前并管，本次改造并管方式保持不变。疏水阀和截止阀集中、垂直布置，标高大约2m，为了便于阀门操作和检修，设阀门操作平台，标高大约1.2m。疏水扩容器减温水来自凝结水，由调节阀控制水量，从节约费用方面考虑，减温水仍接入备驮式扩容器，疏水联箱不另接减温水。
现有疏水阀控制电源修改。由于疏水管道的改造，管道之上的阀门相应移位，原布置的气动疏水阀随着管道移动而相应的进行改动，因此，接入执行器的仪用压缩空气管或母管应作相应修改；接入执行器的用于开启电磁阀的电缆也应修改，电磁阀的控制电缆拟采用就地增设接线盒的方式，通过接线盒接入执行器，仍保持进入DCS系统。
四、疏水系统改造技术原则
本次改造新安装的疏水联箱标高及接入扩容器的疏水口位置保持不变。各路疏水管垂直向下，再斜45度插入疏水联箱，并朝疏水流动方向连续倾斜，以免管道积水。由于各管道的疏水口比疏水扩容器进口的疏水联箱高，疏水能顺畅地进入疏水扩容器。本疏水系统改造时保证汽轮机本体疏水、高中压主汽调节阀后管道疏水、抽汽止回阀及阀前管道疏水等排列正确。接入疏水联箱的各疏水管要按压力递减顺序排列，压力最高的各疏水管应接在距离疏水联箱出口处最远的位置。疏水点的蒸汽温度高于420℃，则其疏水管采用合金钢管；低于420℃疏水管采用20G钢管。节流孔板或节流组件应布置在尽量靠近疏水联箱处，便于经常清理且不易被污物堵塞的位置。所有疏水联箱坡度i =0.003。
五、疏水系统改造效果
疏水改造后使疏水系统趋于完善，在保持汽机房现有布局的基础上，做到合理布置，管道整齐美观。疏水系统改造后投运正常，机组启停时汽缸上下夹层温差明显减小，凝汽器运行工况明显改善，使汽机疏水系统的安全性和经济性显著提高。
解决了空间狭小问题。原各疏水管由横向布置改为垂直布置，各疏水管间距由200mm增大至600mm。而且疏水系统整体空间没有增大，各路管道布局清晰可见，井然有序。改善了疏水系统阀门操作和检修条件。方便了运行人员巡视设备。这样可使检修人员抢修快捷，工作效率提高。
通过增加疏水联箱的方式，将各疏水管分开布置，优化了系统。从而使疏水压降下降更快，疏水排放更加畅通。使机组启停速度加快，3號机改造前启动时间为220分钟，改造后启动时间缩短为为130分钟。按启动时锅炉用油7t/小时计算，可节约用油10.5t。
机组热效率提高，检修费用、时间均有所降低。对阀门内漏问题得到很好控制。