火电厂主汽疏水系统防冲刷技术改造.pdf

2 0 1 1 年第 2 9卷第 6期 许文君 ， 等 火电厂主汽疏水系统 防冲刷技术改造 6 7 低很快 ，高温、高压蒸汽夹带疏水在管道内高速流 动 ， 尤其在疏水阀及 阀后的管道 内， 压力显著降低 ． 蒸 汽快速扩容 ， 流速加快 ， 对管道阀门、 管道弯头形 成较大冲击力， 导致疏水阀门和疏水弯头频繁损坏 。 疏水管道设计疏水流速 2 m ／ s ， 而实际流速远大 于设计值。根据孔板流速方程l1 】可计算实际流速 V C [ 2 P 1一 纠 ， 1 式 中 C 厂 流速系数 ， 0 ．9 7 尸 l一疏水阀前疏水压力 ， MP a 尸 l厂 疏水阀前疏水压力 ， MP a ； p 一疏水密度 ， k g ／ m。 。 如管 内流动的全部为疏水 ， 流速可达 3 0 rn ／ s ； 如管 内 流动的全部为蒸汽， 流速则达到 3 5 0 m ／ s 。而且在 阀 门出口处蒸汽体积膨胀 6倍 以上 ，蒸汽速度增加得 更多 ， 如疏水伴随蒸汽一同排放 ， 流速会显著增加 ． 对系统的破坏能力较大。 3 改造方案选择 3 ． 1 更换耐冲刷阀门并增大管道弯头壁厚 更换进 口耐 冲刷球形 阀门 ，并将管道弯头壁厚 从 8 mm增至 1 2 m m。但是机组启动 3次后阀门再 次出现泄漏情况 ， 管道弯头壁厚也减薄至 3／11 133 。改 造效果不理想 。 3 ．2降低蒸汽管道流速 如果将疏水实际流速降至 2 m ／ s 左右 ，既可保 证疏水顺利排放 ， 又可减少对系统的冲刷。 因此决定 在主汽疏水管道末端加装节流喷嘴 ，以降低管道 内 疏水流速 。 该方案较易实施 ， 且每台机组改造费用不 超 过 1 万 元 。 4 防冲刷技术改造 4 ． 1 改 造方 法 将节流喷嘴设置在扩容器内，让蒸汽扩容膨胀 在扩容器内完成 ，扩容器空间较大 ，受到的冲击力 小 ， 同时保护了疏水管道和阀门， 避免了机组在运行 时发生蒸汽泄漏 。改造后疏水系统结构如图 2 。 4 ．2疏 水流 量确 定 达 拉 特 发 电 厂 3 3 0 MW 机 组 主 汽 管 道 长 1 2 3 ．7 6 3 m、 管 径 4 4 8 ． 3 mm、 厚 4 0 m m， 合金 钢质量 热容 4 6 0 J ／ k g o C 、 密度 7 8 3 0 k g ／ m 。设计 暖管 过程 中温升速度不超过 3 ～ 5％／mi n ， 蒸汽参数为 1 ．0 MP a 2 5 0 o C 左右 ， 同时考虑散热损失 ， 计算得到的主 图 2改造后的主汽疏水 系统结构 汽疏水流量约为 2 O t n 1 。 4 _3 节流 喷嘴 结构 、 材料 确定 节流喷嘴选用拉瓦尔缩放喷管 ，流体通过时喷 嘴 比较平稳 ， 不产生较大的涡流振动； 流体也更易扩 容雾化 ， 减轻 了对扩容器的冲刷 ； 节流喷嘴如有轻微 磨损不会泄漏 。 根据缩放喷管流量公式ll _ q C 4 t [ 2 尸 l P 2 ／p ] ， 2 式中q 一疏水流量 ， t／ h ； 一 流量 系数 ， 0 ．9 8 ； 一 节流喷嘴喉部截面积 ， mz ； 一 节流 喷嘴 前压力 ， MP a ； P 2一 节流 喷嘴后 压力 ， MP a ； p 一 疏 水密 度 ， k g ／m 。 可 以计算出节流喷嘴喉部截面积 ，综合考虑启动 时 间 ， 主汽压力 、 温度波动 ， 安全 因素等 ， 确定 3 3 0 MW 机组安装 的节流喷嘴喉部直径为 2 5 mm；而疏 水管直径 7 6 IT lm、 厚 1 1／11 ／ 11 ， 加装节流喷嘴后管内疏 水 流速 为 2 ．4 4 m ／ s ， 蒸 汽 流速 为 3 0 ～ 5 0 m ／ s ， 基 本满 足设计要求。节流喷嘴结构见图 3 。 图 3节 流 喷 嘴结 构 喷 嘴材 料 选用 1 7 4 P H 0 C r 1 7 N i 4 C u N b ， 即 马 氏 体沉淀硬化不锈钢 ， 耐磨损 ， 硬度高达 3 5 0 H B； 焊 接工艺简便 ， 抗冲刷能力强 ， 具有 良 下转第7 0页 7 0 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 1 年第2 9 卷第6 期 4 改造效果 表 2 一表 4为 2号锅炉布袋除尘器改造前 、 后 的数据对比， 可以看出 ， 布袋除尘器改造后烟尘排放 量明显降低 ， 布袋除尘器效率得 以提高， 布袋除尘器 差压在机组满负荷时能够控制在 1 0 0 0 P a以下 ， 从 而使引风机电耗降低。 表 2改造前 、 后烟尘质量浓度、 除尘效率对比 注 1 改造前 数据为 A侧 、 B侧数值范 围 ， 改造后数 据为 A B 侧数值 。 表 3 改造前、 后各负荷下压差对比 P a 表 4改造前 、 后引风机 电流对比 5 结语 本次布袋除尘器改造，消除了引风机叶片磨损 缺陷，同时也减少 了除尘器差压大引起的引风机电 耗损失以及机组降负荷处理布袋除尘器差压带来的 经济损失 ，保证 了布袋除尘器各系统能够满足机组 长期满负荷运行 。 【 参考文献1 【 1 ]东方锅 炉 集团 股份有 限公司． D G一 1 0 8 9 ／ 1 7 ． 4 一Ⅱ1型循 环流化床锅炉设计说 明书[ M】 ． 自贡 东方锅炉 集 团 股份 有限公 司． 2 0 o 9 ． 【 2 】 机械部 环保机 械标准 委员会 ． G B ／ T 1 3 9 3 1 --2 0 0 2电除尘 器性能测试方法【 S 】 ． 北京 中国标准出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 ]余成 印， 陈莉 ． 布袋除尘器在大型电厂中的应用选型【 J 】 ． 内 蒙古电力技术 ， 2 0 0 9 ， 2 7 4 7 9 ． 编辑 张俊 荚 ◇ 一 一 一 一 ～一 一一 一 一 ◇ 一一 ．． 一 一 ～一 一 十 一 一 ◇ f 上崧 6 7页 好的力学性能l 3 _。 5 改造效果 5号 、 6号机进行防冲刷技术改造后 ，启停 2次 后 ， 检查疏水管道弯头基本没有磨损 ， 阀门也没有泄 漏 。 采用防冲刷技术 2 a 来 ， 5号 、 6号机疏水系统再 未发生疏水阀损坏事故 ，消除了因管壁减薄而发生 的爆管现象 。此项改造可减少蒸汽泄漏 9 0 k t ／ a以 上， 发 电煤耗降低 1 ． 1 g ／ k Wh ， 同时也消除了机组 因此 故障产生 的非计划停机 ， 经济效益显著 。 6 结束语 疏水系统加装节流喷嘴技术是应用流体理论知 识解决生产中技术难题的事例 ，本次改造成功的主 要原因是将疏水管蒸汽扩容点控制在节流喷嘴处 ， 节流喷嘴的位置 、 结构 、 材料 、 通流孔径选择合理 ， 降 低了管内疏水流速。在现场施工时可根据实际情况 确定节流喷嘴的结构和安装位置。 该技术改造效果虽然较好 ， 但对喷嘴材料 、 结构 需进行深入研究 ， 以进一步提高改造效果 ， 保证疏水 系统 长 时间地 安全运行 。 【 参考文献】 [ 1 】孔 珑 ． 工程 流 体力 学 [ M】 ． 北京 水 利 电力 出版社 ， 1 9 9 5 1 4 4 1 4 7 ． [ 2 1王加璇． 热工基础及热力设备[ M】 ． 北京 水利电力出版社 ， 1 9 8 7 2 4 1 2 4 6 ． 【 3 ]姜求 志． 火力 发电厂金属 材料手册[ M] ． 北京 中国电力 出 版社 ， 2 0 0 1 7 9 3 7 9 5 ． 编 辑 张俊 英