高壓加熱器水位運行不穩(wěn)定的原因分析及改進措施

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機組是采用哈爾濱汽輪機廠制造的型號為N200-230/535/535、一次中間再熱、凝汽式單軸三缸三排汽口汽輪機，1996年投產(chǎn)使用。全機共有8段非調(diào)整抽汽。其中1、2、3段分別為3臺高加抽汽用汽。另有4臺低加。3臺高加均為“U”型管表面式加熱器，疏水采用逐級自流的方式，＃1高加疏水最終至除氧器。疏水裝置為電動式調(diào)節(jié)裝置。高加水位運行不穩(wěn)定，據(jù)運行日記統(tǒng)計，最多時一個月高加動作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)行機構(gòu)機械元件多，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，由于執(zhí)行機構(gòu)的過調(diào)現(xiàn)象，會使水位降低過多；而當(dāng)高加水位偏低需減小調(diào)整門開度時，往往會使水位又上升過多。由于水位不穩(wěn)定，調(diào)整門頻繁動作，對高加內(nèi)部及其疏水系統(tǒng)的管道沖蝕增大，甚至?xí)a(chǎn)生振動，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，引起高加保護動作，或高加無水位運行，特別是汽輪機變工況運行時，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，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，磨損特別嚴重，以致管道及彎頭處泄漏而造成高加停運。

2.改進措施

據(jù)上述分析，利用2002年＃8機組大修時，采取了以下改進措施。

2.1 更換KDJ自動疏水裝置

切除KDJ的電動疏水裝置，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、氣動式、電動式液位調(diào)節(jié)產(chǎn)品的缺點，基于“汽液兩相流”的原理，自動調(diào)節(jié)容器出口流量，從而達到相對穩(wěn)定的液位。其結(jié)構(gòu)見圖1。

疏水由閥口進入，調(diào)節(jié)汽由進汽口進入閥體內(nèi)部，當(dāng)調(diào)節(jié)汽進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，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，無活動部件，無任何機械、氣動、電動傳動和控制系統(tǒng)，無需熱工信號的支持，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個彎頭，管路較長，經(jīng)改進后，減少了4個彎頭和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，并對相應(yīng)支吊架進行了改造，減小管道擺動。

3.改造效果

通過對高加疏水系統(tǒng)的改進，2002年8月至2003年2月期間，＃8機3臺高加在機組運行中都能全部投入。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，適應(yīng)負荷變化范圍廣，在機組負荷40%～100%范圍內(nèi)都能實現(xiàn)穩(wěn)定控制，保持高加水位在規(guī)定范圍內(nèi)運行，增強了機組變工況運行時回?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，機組熱效率也相應(yīng)增加，提高了機組的安全性；同時，由于新加裝的汽液兩相流調(diào)節(jié)裝置無機械電氣元件，無需熱工信號的支持，減少了熱工人員及運行人員的工作量。

4.鞏固措施

綜上所述，針對該發(fā)電廠＃8機組高加水位運行不穩(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行情況，堅持做好設(shè)備的運行記錄。利用機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事故的發(fā)生。同時加強設(shè)備巡查，關(guān)注高加危急疏水門的狀況，杜絕泄漏、機械卡死的設(shè)備隱患。