汽液两相流技术在火电厂高低压加热器疏水改造中应用.pdf

9 2 工业仪表与 自动化装置 汽液 两相流技 术在火 电厂 高低 压 加 热器 疏水 改造 中应 用 张辉 华电新疆发 电有限公 司苇湖梁电厂 ， 乌鲁木齐 8 3 0 0 1 7 摘要 针对传统的基地式气动调节方式存在的高、 低压加热器水位失控 ， 加热 器满水位或无水 位运行及加热器水位波动大等问题 ， 将汽液两相流 自调 节水位控制装置应 用在 1 2 5 MW 汽轮发电 机组 高、 低加 热器疏水改造 系统上， 保证了加热器的水位稳定性 ， 提 高了机组 的安全性 ， 节约 了燃煤 和维护费用。 关键词 汽液两相流 ； 加热器； 疏水控制； 应用 中图分类号 T K 3 2 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 0 1 2 0 6 0 0 9 2 0 3 Ap pl i c a t i o n o f v a p o r l i qu i d t wo p ha s e flo w t e c h no l o g y i n upg r a di ng h i g h ／l o w pr e s s ur e he a t e r dr a i n s y s t e m o f t he r ma l po we r pl a nt ZHANG Hu i Hu a d i a n X i n j i a n g P o w e r C o ．L t d ．W e i h u l i a n g P o w e r P l a n t ， U r u m q i 8 3 0 0 1 7， C h i n a Abs t r a c t Ai mi n g a t t h e p r o b l e ms e x i s t e d i n t r a di t i o n a l ba s i s p n e u ma t i c r e g u l a t i n g mo de s u c h a s t h e wa t e r l e v e l o f h i g h ／ l o w p r e s s u r e h e a t e r b e c o mi n g o u t o f c o n t r o l ， o p e r a t i o n o f h e a t e r wi t h f u l l wa t e r l e v e l o r n o wa t e r l e v e l ，wa t e rl e v e l f l u c t u a t i o n o f h e a t e r a n d S O o n，t he a p p l i c a t i o n o f v a p o rl i q ui d t wop ha s e flo w a u t o ma t i c r e g u l a t i o n wa t e r l e v e l c o n t r o l d e v i c e i n u pg r a d i n g h i g h ／l o w h e a t e r h y d r o ph o b i c mo d i fic a t i o n s y s t e m o f 1 2 5 MW t u r b o s e t h a s g u a r a n t e e d t h e s t a b i l i t y o f wa t e r l e v e l o f h e a t e r ，e n h a nc e d t h e s a f e t y o f t h e t u r b o s e t a n d s a v e d t h e fir e c o a l a n d c o s t s o f ma i n t e n a n c e． Ke y wor ds v a p o rl i q u i d t wop ha s e flo w；h e a t e r；wa t e r d r a i n c o n t r o l ；a p p l i c a t i o n 0 引言 高 、 低加热器是火力发 电机组给水加热系统中 不可缺少 的重要组成部分 ， 它是利用汽轮机 中已作 过功的蒸汽来逐级加热给水 ， 以提高机组 的循环热 效率。加热器在运行 时应保持一定 的水位 ， 水位太 高会淹没钢管， 减少蒸汽和钢管的接触面积 ， 影响热 效率 ， 严重时 ， 会造成 汽轮机进水而引起 叶片断裂 、 大轴弯曲； 水位过低甚至无水运行 ， 将会有部分蒸汽 经过疏水管进入下一级加热器 ， 潜热没有充分利用 ， 加热器传热效果严重恶化 ， 给水温度下降 ， 使机组煤 耗增加 ， 疏水管道由于汽水两相流动使 冲刷严重 ， 降 低 了使用寿命。 原有 的气动式水位控制装置执行机构复杂 ， 动 收稿 日期 2 0 1 2 0 51 O 作者简 介 张 辉 ， 男 ， 高 级 工程 师 ， 从事 火 力发 电厂 检修 管 理 工作 。 作频繁， 经常发生卡涩 、 泄漏 、 无水位运行 、 疏水管路 冲蚀严重等故障， 不但维护工作量大， 而且降低了汽 轮机效率。为解决加热器水位失控问题 ， 对原有高 、 低压加热器疏水进行 了改造 ， 采用汽液两相流 自调 节水位控制装置， 有效地解决了这个问题。 1 汽液两相流自调节水位控制装置 1 ． 1工 作原 理 汽液两相流 自调节水位控制装置是基于“ 汽液 两相流” 原理 ， 利用汽液变化 的 自调节容器出 口液 体流量而设计 的一种新型水位控制器。克服了传统 的浮球式 、 气动式 、 电动式水位控制设备 的缺点 ， 自 动调节容器出 口液体流量 ， 得到稳定 的水位。汽液 两相流 自调节水位控制装置是由调节器和信号管两 部分组成 ， 调节器是一个带有孔板的渐扩式 喷嘴 的 三通阀， 结构如图 1所示。调节器上标 明了疏水 的 流向， 注意不能装反 ， 安装位置尽可能靠近加热器疏 2 0 1 2年第 5期 工业仪表与自动化装置 9 3 水 的出口处。此外 ， 为使调节器故 障时不影响加热 器正常工作 ， 安装 了一个旁路 ， 旁路上 配置一连通 阀， 该旁路 的另一用途是 用于调节设计参数与运行 参数发生的偏差 。该 技术改造方案如 图 2、 图 3所 示。图中信号管的作用是发送水位信号和变送调节 用汽 ； 调节器的作用是控制出口水流量 ， 相当于 自动 调节系统 的执行机构 。其调节原理是 疏水 由阀体 人 口进入 阀腔 ， 相变管 信号管 根据液位高低采集 汽相 、 液相信号直接进入阀腔 ， 与疏水 昆 合后流经特 定设计 的喉部 。当加热器 的水位升高时 ， 信号管 内 水位随之上升 ， 导致发送 的调节汽量减少 ， 因而 ， 流 过调节器 中两相流的汽量减少 ， 疏水流量增加 ， 加热 器的水位随之下 降； 反之亦然。由此实现了加热器 水位的自动控制。 1 ． 加热 器疏水 出 口管 ； 2 ． 调节器 ； 3 ． 调 节器人 口门 闸阀； 4 ． 调节器出 口门 闸阀 ； 5 ． 调节器旁路门 闸阀 ； 6 ． 信号管 ； 7 ． 信号 门 闸阀 图2 高压加热器疏水改造系统图 1 ． 加热器疏水出口管； 2 ． 调节器； 3 ． 调节器人口门 闸阀 ； 4 ． 调节器出口门 闸阀 ； 5 ． 调节器旁路门 闸阀 ； 6 ． 信号管； 7 ． 信号门 闸阀 图 3 低压加热器疏水改造安装 系统图 1 ． 2技 术特 性 1 液位 自调 能力 强 适 用于 机组 工况 大 幅度 波动 。 2 可 靠 性 高 免 维 护 ， 免 操 作 ， 无 机 械 活 动 部件。 3 无泄漏 装置 为全密封结构 ， 出厂前严 格按 照国家标准进行打压和探伤等检验。 4 寿命长 内芯采 用优质不锈 钢材 料 ， 能满足 长期运行要求 。 5 缓解汽蚀现象 大大缓解 了管道 内汽蚀和振 动现象 。 6 易安装 装置无需 电气控制系统 ， 系统简单 ， 便于现场安装。 2汽液两相 流 自调 节水位 控 制装 置应 用效 果评价 2 ． 1 降低了冷源损失， 提高发电厂的热经济性 经过疏水两相流改造后 ， 高 、 低加热器水位维持 在正常范围以内， 换热效率提高， 疏水管路的汽蚀现 象大大减轻 ， 为低加疏 水泵正常投入创 造了条件。 低加疏水不再排入凝结器 ， 而是经疏水泵打人凝结水 母管， 降低了冷源损失， 提高了发电厂的热经济性 。 9 4 工业仪表与自动化装置 2 0 1 2年第 5期 2 ． 2 提高设备的可靠性 经过疏水改造后 ， 高、 低加水位将维持在正常范 围以内5 0 mm ， 避免 了无水位运行而造成的蒸 汽对管束 的冲刷 ， 减少泄漏， 设备可靠性得到提高。 2 ． 3 消除高加疏水调整门卡涩现象 ， 降低维护费用 高加运行 中由于内部压力较高 ， 调整 门前后压 差较大 ， 时常发生卡涩现象 ， 产生较大维护费用。改 造后 ， 彻底解决高加疏水调整门卡涩现象 ， 大大降低 高加维护费用。由于运行 中高、 低压加热器水位稳 定 ， 使抽汽在加热器中的热交换得到改善 ， 焓升分配 合理， 给水温度得到提高， 同时大大减少了人员的操 作和维护工作量 。 3结束语 应用高、 低压加热器疏水汽液两相流 自调节系 统后 ， 经过运行 ， 各加热器水位控制稳定 ， 高 、 低加热 器投入率大大提高 ， 锅炉的给水温度升高 ， 同时， 节 约燃煤和维修费用 ； 提高了机组的安全性和稳定性 ， 达到了预定 目的。 参考文献 [ 1 ] 王冠军． 自调节液位控制装置在电厂的应用 [ J ] ． 应用 能源技术， 2 0 0 4 0 2 3 7 3 8 ． [ 2 ] 朱彩虹． 汽液两相流 自调节液位控制装置的应用[ J ] ． 东北电力技术， 2 0 0 3 0 8 2 5 2 6 ． 全 国工 业 过 程 测 量 和 控 制 标 准 化 技 术 委 员会 第三分技 术委 员会 2 0 1 2年年会会议 纪要 全 国工业过程测量和控制标准化技 术委员会第 三 分技术委 员会 S A C ／ T C 1 2 4 ／ S C 3 2 0 1 2年年会 于 2 0 1 2 年 9月 3日至 6日在沈 阳举行 。委员及 委员代表共 计 2 2 人出席了本次年会。 本次年会是与第四届全国工业过程测量和控制标 准化技术 委员会 S A C ／ T C 1 2 4 及 第一 、 第二 、 第 四、 第 七 、 第八 、 第 九 、 第 十分 技术 委员 会 S A C ／ T C 1 2 4 ／ S C 1 、 S C 2 、 S C 4 、 S C 7 、 S C 8 、 S C 9 、 S C 1 0 第五次全体委员会议共 同召开的 。中国科 学 院沈 阳 自动化 研 究所 王 天然 院 士、 国家标准化管理委员会工业二部刘大山、 国家质量 监督检验检疫总局信息办侯玲林司长、 国家安全生产 监督管理总局政策 法规 司邬燕 云副 司长 、 工业 与信息 化部装备 司王建宇处长 、 刘涛 副处长 、 国家 质量监督检 验检疫总局科技 司龚润军 处长 、 中 国机械 工业联合 会 标准工作部谭湘 宁副主任 、 中国仪 器仪表 行业协会 李 跃光常务副理事 长 、 中国科 学 院沈 阳 自动化研究 所 于 海斌所长 、 桑子 刚书记 、 T C 1 2 4主任 委 员褚 健副 校长 、 副主任委员郝玉成所长和刘枫副院长等领导及 2 4 0名 代表 出席 了全体委员会 议。 T C 1 2 4主任 委 员 褚 健 副 校 长 做 了 第 四届 S A C ／ T C 1 2 4 2 0 1 2年度工作报告 。S C 1 ～ S C 1 0的主任委员或 秘书长分别做 了各分委会 2 0 1 2年度分委会 工作报告 。 全体委员会议对 2 0位荣获“ 第四届全国工业过程 测量和控制标准化技术委员会标准化先进工作者” 荣 誉称号 的委员予 以了表彰 。 S A C ／ T C 1 2 4秘 书处 丁 露 博 士 汇 报 了 S A C ／ T C 1 2 4 对 口的国际标准化工作和 国际热点 动态。S A C ／ T C 1 2 4 秘书处受 I E C ／ T C 6 5委托 ， 对将在 2 0 1 2年 9月底 I E C ／ T C 6 5奥兰多年会上提交讨论的智能传感器定义， 与与 会代表交换了意见。 在 1天半 的 S A C ／ T C 1 2 4全 体 委 员会 议 后 ， S A C ／ T C 1 2 4 ／ S C 3召开了分技术 委员 会会议 ， 会议 由主任 委 员刘耀武先生 主持 。会议首先介 绍了上海赛途仪 器仪 表有限公 司刘 同宪 、 中国石油 天然气股 份有 限公 司长 庆油田分公司宏岩、 安徽蓝德集团股份有限公司杨永 亮、 安徽天康 集团 有限公司周步余 、 上海兆帕流体 动力有限公司李海滨等 5位新委员， 并 向他们颁发 了 证书。随后 ， 会议对 荣获 第 四届 标准化 先进 工作 者 的 S C 3委员 甘 大 方 、 金 剑华 进 行 了 介 绍 并 向 他 们 表 示 祝贺。 秘书长罗娟女 士做 了 S A C ／ T C 1 2 4 ／ S C 3 2 0 1 2年度 工作报告 。S C 3在 2 0 1 1 ～ 2 0 1 2年度共完成了 5项机械 行业标准报批 稿编 制工作 ； 完 成 了 1 项 行业 标准 送审 稿的审查工作； 成立了 2个国家标准 、 5个行业标准起 草工作组； 申报了4项标准制修订计划 ； 参与编制了机 械工业领域标准体系表。会议对 S C 3 2 0 1 2年度工作 报告进行了认真的讨论， 就下年度的标准申报、 标委会 换届 、 行业网站维护等方 面的工作提 出了意见和建议 。 会议对机械行业标准 智能压力发生器 送审稿 进行 了审查 。 S A C ／ T C 1 2 4 ／ S C 3秘书处供 稿 ， 有 删节