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主再熱蒸汽抽汽管道疏水系統(tǒng)分析
2017-09-26 10:31:29 來源：“上海水興”ENG
1 引言
主再熱蒸汽管道以及各抽汽管道，作為火電廠*重要的蒸汽管道，由于管道的運(yùn)行方式和布置特點，在機(jī)組啟停及運(yùn)行過程中，蒸汽可能會遇冷凝結(jié)成水，加熱器故障以及噴水減溫裝置故障也可能會帶入水，這些疏水若不及時排出，則可能隨蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)汽缸。汽輪機(jī)進(jìn)水是直接威脅汽輪機(jī)正常運(yùn)行的惡性事故，因此合理設(shè)計主再熱、抽汽管道的疏水系統(tǒng)，對于保證汽輪機(jī)在任何情況下都能安全運(yùn)行是十分重要的。
2 主再熱蒸汽、抽汽管道的疏水系統(tǒng)的設(shè)計
2.1 主蒸汽管道的疏水
從鍋爐過熱器出口至汽輪機(jī)主汽門之間的主蒸汽管道，每個低點都應(yīng)設(shè)置疏水。如果主蒸汽管道是分成幾路分支管接入汽輪機(jī)，每路支管和主管上都應(yīng)設(shè)置疏水點。
主蒸汽管道上疏水系統(tǒng)用于啟動及停機(jī)后一段時間內(nèi)，及時排除管道內(nèi)的凝結(jié)水，同時加快啟動速度。主蒸汽管道一般設(shè)三個疏水點，一點位于主蒸汽主管末端靠近分支處，另兩處位于汽輪機(jī)主汽閥前的支管上。
疏水管道上設(shè)置一只口徑與管道一致的氣動疏水閥，管道上不再設(shè)其它閥門。疏水閥出口管徑大于其進(jìn)口管徑，氣動疏水閥均設(shè)計成失氣-開式。每一根疏水管道均單獨(dú)接到疏水?dāng)U容器。
2.2 高溫再熱蒸汽管道的疏水系統(tǒng)
從鍋爐再熱器集箱出口至汽輪機(jī)中壓主汽門之間的高溫再熱蒸汽管道，每個低位點都應(yīng)疏水。在高溫再熱蒸汽靠近汽輪機(jī)主氣門的每根支管上，應(yīng)裝設(shè)疏水罐，該疏水罐可不設(shè)水位調(diào)節(jié)裝置。
高溫再熱蒸汽管道上的疏水系統(tǒng)，一方面再熱蒸汽管道內(nèi)蒸汽遇冷凝結(jié)成水，疏水系統(tǒng)應(yīng)能及時將其排出；另外啟動暖管期間，特別是熱態(tài)起動期間，為加速暖管升溫，也應(yīng)及時將凝結(jié)水和冷蒸汽排掉。
汽機(jī)高溫再熱蒸汽進(jìn)汽主管分支末端之前和分支后中壓聯(lián)合汽門前管道低點設(shè)置疏水點。
疏水管道上布置通流面積與其接管通流面積相等的氣動疏水閥，每一根疏水管道單獨(dú)接到疏水?dāng)U容器。
2.3 低溫再熱蒸汽管道的疏水系統(tǒng)
每根低溫再熱蒸汽管道的低位點應(yīng)設(shè)置疏水，在靠近汽輪機(jī)側(cè)附近的低位點應(yīng)設(shè)置疏水罐。
每一根疏水管道系統(tǒng)由一個疏水罐，一只氣動疏水閥及疏水管道組成。疏水罐設(shè)水位開關(guān)，高水位時開啟氣動疏水閥，該疏水閥也可以在控制室操作；疏水閥是通流面積與其相連管道通流面積相等的氣動疏水閥。疏水閥設(shè)計成失氣-開式。閥后管徑比閥前管徑大。每一根疏水管道單獨(dú)接往疏水?dāng)U容器。
2.4 汽輪機(jī)抽汽管道的疏水系統(tǒng)
汽輪機(jī)抽汽管道在汽機(jī)啟動、停機(jī)以及各種非正常運(yùn)行工況下都可能積水，為免積水進(jìn)入汽機(jī)，抽汽管道應(yīng)有完善的疏水措施。抽汽管道上的低位點應(yīng)設(shè)疏水，該疏水應(yīng)單獨(dú)連接至疏水?dāng)U容器（或聯(lián)箱）或凝汽器。
抽汽管道的疏水點設(shè)置應(yīng)根據(jù)管道和閥門布置的具體情況，在所有可能形成水袋的管道上，以及布置在U形管段底部處的閥門兩側(cè)和布置在垂直管段閥門的上側(cè)設(shè)疏水點。這些疏水點的目的是防止在機(jī)組啟動、停機(jī)以及加熱器故障時有水的積聚。
每根抽汽管道氣動止回閥前，電動隔離閥后均設(shè)有疏水點，各自單獨(dú)接至汽機(jī)本體疏水?dāng)U容器，疏水管上一般不允許另設(shè)隔離閥與氣動疏水閥串聯(lián)，以免誤操作，使疏水系統(tǒng)失效。
自四級抽汽總管接至除氧器、小汽機(jī)及輔助蒸汽聯(lián)箱和輔助蒸汽系統(tǒng)的各供汽管道疏水點的設(shè)置，根據(jù)管道布置的具體情況而定。一般在機(jī)組起動、停機(jī)和加熱器故障時有可能積水的地方，都應(yīng)設(shè)置疏水點。
3 比較分析
3.1 疏水罐的選用
根據(jù)管規(guī)中管道疏水部分條文可知，在這幾類疏水系統(tǒng)中，低溫再熱蒸汽管道的疏水系統(tǒng)明確要求使用帶有高低水位接點的疏水罐，而對主蒸汽卻并不要求使用疏水罐，對于高溫再熱蒸汽要求根據(jù)需要裝設(shè)疏水罐，且疏水罐可不帶水位調(diào)節(jié)裝置，這是由于各管道的運(yùn)行方式不同所導(dǎo)致的。
主蒸汽管道內(nèi)蒸汽參數(shù)較高，蒸汽過熱度大，一般不易遇冷凝結(jié)成水，只有在機(jī)組啟動至約10%負(fù)荷時，主蒸汽管道的疏水系統(tǒng)才投入運(yùn)行，一旦機(jī)組負(fù)荷超過10%，則疏水管路上的氣動疏水閥自動關(guān)閉。
對于低溫再熱系統(tǒng)來說，其蒸汽通向多個用汽點，管道系統(tǒng)較復(fù)雜，加上低溫再熱蒸汽本身過熱度較低，因此可能產(chǎn)生疏水的地點也較多，系統(tǒng)中可能潛在的水源有三處：
① 暖管、沖轉(zhuǎn)期間以及停機(jī)期間形成的凝結(jié)水；
② 低溫再熱蒸汽管道至再熱系統(tǒng)減溫器的減溫水系統(tǒng)故障時，未經(jīng)霧化的減溫水進(jìn)入低溫再熱管道；
③ No.2高壓加熱器管束破裂時，可能有大量給水進(jìn)入低溫再熱蒸汽管道。 為防止No.2高加管束破裂時，大量給水進(jìn)入低溫再熱蒸汽管道，No.2高加設(shè)計有可靠的防止因加熱器滿水可能造成汽輪機(jī)進(jìn)水的防護(hù)措施。
低溫再熱蒸汽管道上減溫器的減溫水系統(tǒng)故障時，未經(jīng)霧化的減溫水進(jìn)入低溫再熱蒸汽管道，其水量是很大的。設(shè)計足以排除這種進(jìn)水的龐大的疏水系統(tǒng)是不現(xiàn)實的。因此，系統(tǒng)中采用設(shè)置疏水罐來解決這一問題，疏水罐設(shè)有高低水位接點，同時主控室有指示信號，一旦疏水罐出現(xiàn)“高—高”水位信號，在控制室報警，同時打開氣動疏水閥疏水，防止汽輪機(jī)進(jìn)水。
對于高溫再熱蒸汽系統(tǒng)，汽輪機(jī)在啟動沖轉(zhuǎn)前，高溫再熱蒸汽管道處于凝汽器的壓力下，去凝汽器的疏水僅依靠重力疏水，為便于重力疏水，疏水管道設(shè)計為疏水接管來收集疏水。此疏水接管可不帶水位調(diào)節(jié)裝置。
3.2 疏水管徑的選取
疏水管徑應(yīng)該有足夠的流通面積，能排盡疏水。由于再熱系統(tǒng)管徑大，管道系統(tǒng)復(fù)雜，蒸汽壓力低，所以再熱蒸汽管道的疏水管徑應(yīng)該比主蒸汽系統(tǒng)的疏水管徑大一些。
抽汽管道疏水管道的布置以及疏水管道和疏水閥內(nèi)徑，應(yīng)考慮在各種不同的運(yùn)行方式下都能排出需要排出的*大疏水量，且在任何情況下管道和閥門內(nèi)徑均不應(yīng)小于20mm，以免被污物阻塞。
所有氣動疏水閥后疏水管道的管徑應(yīng)比閥前管道增大1-2級。以防閥后管道因疏水汽化造成流動壅塞。
3.3 疏水管道的布置
疏水管道的布置在冷、熱兩種工況都應(yīng)有順氣流方向向終點的坡度，對依靠重力疏水或疏水壓差較小的管道，其坡度越大越好。疏水管道上不應(yīng)有低點或比疏水?dāng)U容器接口標(biāo)高還要低的管段，如為滿足補(bǔ)償要求，疏水管道需要設(shè)置補(bǔ)償管段，則補(bǔ)償管段應(yīng)位于在水平方向或垂直方向有坡度的平面內(nèi)。
每根疏水管道應(yīng)單獨(dú)引至本體疏水?dāng)U容器，同一管道不同標(biāo)高疏水接口的兩根或數(shù)根疏水管道不應(yīng)合并再通向本體疏水?dāng)U容器，否則較高位的疏水會阻滯較低位的疏水。同一管道壓力變化較大的疏水接口的疏水管道也不應(yīng)合并后再引向本體疏水?dāng)U容器，否則壓力較高的疏水也會阻滯壓力較低的疏水。不同管道和不同壓力的管道，其疏水管道不可合并后再引向本體疏水?dāng)U容器。
疏水閥的布置應(yīng)盡量靠近疏水管在本體疏水?dāng)U容器的排放端，各疏水閥宜集中布置，便于操作、維護(hù)和檢修。
4 結(jié)論
1、主再熱、抽汽管道的每個低點或可能產(chǎn)生積水點都應(yīng)設(shè)置疏水，低溫再熱蒸汽管道由于管道系統(tǒng)復(fù)雜，可能產(chǎn)生較多的水，故須選用有高低水位接點的疏水罐，其他管道可根據(jù)需要選用。
2、再熱蒸汽管道疏水管徑應(yīng)該大于主蒸汽疏水管徑，抽汽管道疏水管道和閥門內(nèi)徑不得小于20mm。
3、氣動疏水閥后管道口徑應(yīng)比閥前管道口徑放大，每一根疏水管道應(yīng)單獨(dú)引至疏水?dāng)U容器，疏水管道應(yīng)合理布置，避免出現(xiàn)低點或低于疏水?dāng)U容器接口標(biāo)高；疏水閥應(yīng)該盡量集中布置在疏水?dāng)U容器排放端。
4、為避免防止疏水閥門泄漏，造成閥芯吹損，部分工程要求在高壓蒸汽管道疏水閥前加裝手動截至閥，該手動閥在機(jī)組啟動及正常運(yùn)行過程中，應(yīng)閉鎖在開啟狀態(tài)。
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