【轴封加热器疏水系统优化改造探讨】轴封加热器疏水回收
关键词:轴封加热器；疏水系统；没有水位；真空
中国图书馆分类号:TK26文献识别码:A
轴加疏水系统概述
电厂轴封加热器至凝汽器的疏水管道通常采用u型水封管。它是靠U型水封管进出口的压力差来排水的，分单级和多级，多级水封管在电厂实际应用中多采用。湛江生物质发电厂1、2号汽轮机为东方汽轮机厂生产的N50-8.83-5型高温高压凝汽式汽轮机。配套轴封加热器型号为JQ-50-1，换热面积为50m2，蒸汽侧工作压力为0.0951MPa(a)，采用竖井排水初步设计方案。汽轮机布置在操作层(8m)，轴封加热器布置在4.3m层，U型三级水封管布置在0m层。
1轴加操作问题及原因分析
1.1轴加无水位运行
轴封加热器投入运行前，向U型三级水封管注水驱除空气，继续注水至正常水位(240mm)后，停止注水，投入U型水封管排水系统。机组启动过程中，随着凝汽器真空的升高，轴加U型水封管进出口压差逐渐增大，水封被破坏。轴加水位迅速降至130mm(就地水位计)，轴加处于无水运行状态。
1.2故障原因分析
根据厂家资料，竖井水位低I值180mm，正常水位240mm，高I值300mm，高水位报警值340mm。如图2所示，就地水位计满刻度为560mm，水位计上喷嘴中心线与轴加筒中心线一致，轴加筒内径为400mm，即就地水位计显示值为160mm时，轴加无水位运行。
一般情况下，U形多级水封管的每级高度可通过以下公式计算:
h =(Pin-Pout)/nγ+(0.5 ~ 1)/n(1)
式中:H——多级水封中每根水封管的高度，m；Pin，Pout——多级水封进出口压力，Mpa；n级水封中的水封系列；γ-水的严重程度，n/m3；系数(0.5 ~ 1)-多度(可忽略)。
轴蒸汽侧工作压力为0.0951MPa(a)，凝汽器设计背压为7.2KPa(a)，U型水封设计为三级。将相应的数据代入公式(1)，计算出H =2.93m，而原设计的U形多级水封的每级高度为2.69m(如图65438+)，另外，U形水封损坏的原因是:沿负压侧阻力和局部阻力小，难以抵消真空的影响，U形筒管内无法建立水封；在U形管负压侧疏水上升过程中，压力降低并汽化，平均密度降低。平衡U形管两侧压差所需的有效水封高度大于计算值。由于燃料特性，生物质发电机组的负荷变化频繁，轴封加热器的进汽量和内部压力变化频繁，使得轴封水位无法维持在一定范围内，导致其U型水封管内的排水量不断变化。
1.3轴加无水位运行对机组的影响
当轴无水位运行时，U型水封破裂，轴封加热器内未凝结的汽水混合物直接排入凝汽器。一方面，进入凝汽器的蒸汽增加了凝汽器的热负荷，在不增加循环水量的情况下，凝汽器的真空必然降低；另一方面，漏入凝汽器的空气增多，会使气体的分压增大，也会阻碍蒸汽的凝结，从而降低凝汽器的真空。
为了定量分析轴无水位运行对机组真空的影响，201165438年2月，在机组负荷50MW、轴封供汽压力、温度、循环水温、循环水量等参数稳定的情况下，通过以下试验获得相关数据。
1.3.1关闭U型水封出口疏水手动门。
缓慢关闭水封出口手动放水门，待轴加水位升至正常水位(240mm)时，迅速开启放水门。在门关闭的短时间内，机组的真空度从-92.88KPa增加到-94.28KPa，真空度增加了65，438±0.4 kPa。
1.3.2单个和两个真空泵的真空值比较。
两台真空泵同时运行时，机组真空为-92.94KPa，停止真空泵A，当泵B单独运行时，机组真空降至-90.25 kPa。停止真空泵B，泵A单独运行时机组真空降至-90.37 kPa；单真空泵比双真空泵真空下降幅度大，说明机组真空严密性差，漏入凝汽器的空气多。
1.3.3真空泄漏测试
按照真空严密性试验步骤完成试验，测得数据并计算真空下降值约为1.35kPa/min，而真空严密性试验合格值为0.67kPa/min，再次验证了机组真空严密性差。
双轴排水系统的优化与改造
2.1最初改造为四级水封。
轴封加热器运行中，蒸汽侧实际工作压力为-1 ~-0.5 kPa(表压)，导致U型水封进出口压差大于原设计值。考虑疏水汽化、负荷波动等影响因素，初步决定增加轴封有效高度，将三级水封改造为四级水封，并观察应用效果。改造后(如图1)，机组启动时，竖井充水至正常水位，投入运行。经过短暂的稳定后，竖井水位迅速降至140mm，仍在无水位运行。在机组参数与改造前基本相同的情况下，机组的真空值为-93.37KPa，比改造前相同工况下提高了0.5KPa左右。U型水封改造为四级后的有效总水封高度为10.76m，原则上已满足设计工况下水封高度的要求，机组真空也得到了提高。但由于疏水汽化率等因素的影响，竖井加热器仍不能维持正常水位运行。停止一台真空泵时，机组真空降至-91.17KPa，比两台真空泵运行时低2.2KPa，水封改造效果不显著。
2.2采用汽液两相水位调节装置来控制轴的水位。
2.2.1改造依据及方案
多级水封的设计是一个复杂的计算过程，各级水封的高度通常采用静态计算方法确定。在机组实际运行中，受各种动态因素的影响，加轴多级水封的进出口参数与现场参数不一致。如机组冬夏真空不同时，轴封蒸汽量因密封间隙增大而增大，轴封冷却水(冷凝水)流量变化导致压力测量变化，轴封蒸发率变化等。这些都是影响水封稳定运行的不确定因素。因此，准确定量地分析各种动力因素对水封的影响，很难准确计算出每一级水封的高度。