高加疏水改造

摘要：分析胜利发电厂I期两台机组高加疏水改造前后的运行工况，简介汽液两相流自调整装置的原理，并对系统改造后的经济性进行了定量计算。

关键词：高加 汽液两相流 自调整装置 经济性

引言

胜利发电厂I期2台机组为NC220/183-12.7/0.245/535/535型汽轮机，本机组共有八段非调整回热抽汽，按等焓降分配原则设计。采用了1台混合式除氧器和7台表面式加热器。其中3台高压加热器（简称高加），4台低压加热器（简称低加）。在#2、3高压加压器之间设有1台疏水冷却器，在三段抽汽管道上还设有1台蒸汽冷却器，其设备具体参数见表1。

1机组运行状况

本机组采用的高加疏水系统为逐级自流的方式，利用疏水调节阀进行水位控制，系统如图1所示。自机组投运以来，疏水阀调整灵敏度差，噪音、振动大，可靠性低。当负荷波动较大时，其调整迟钝，经常会造成高加水位失控，甚至高加保护动作，导致高加解列，进而造成机组降负荷运行。这种运行状况，不但增大了机组检修工作量，而且也降低了机组效率，严重影响了机组的安全性和经济性。

图1 高加疏水系统

2改造措施

针对疏水水位调节差，胜利发电厂分别利用机组大小修对2台机的高加疏水系统进行了改造，采用汽液两相流自调节水位控制。该装置是基于汽液两相流原理，利用汽液变化的自调节特性控制调节器出口液体而设计的一种新型疏水水位控制器，它能更好的跟踪水位信号，反应灵敏，较大的负荷范围内实现加热器水位的自动调整而无需人工调整，能很好的控制高加水位，解决了本厂水位难调整的难题。

2.1汽液两相流自调节水位控制器的组成

a） 传感信号筒：主要由筒体、汽侧、水侧管路及调节管构成，在筒体内设计有多个窗口以调节汽量大小用（见图2）；

b） 汽液两相流自调节器：本调解器包括一呈渐缩渐扩形的阀门，渐缩段相对较长，渐扩段相对较短，渐缩段中间部分配置一调节进汽短管（见图3）。

2.2 工作原理

调节装置系统如图4所示，疏水由阀门进入，调节汽由进汽管进入阀腔上部，信号筒根据水位高低确定其采集大小。当调节汽进入阀腔与疏水混合后，调节汽随疏水一起向阀腔喉部流动，在调节汽进入阀腔的入口处至喉部之间，由于阀内压力下降使调节汽的比容增加，在阀腔通流面积不变的情况下，疏水的有效面积则相应减少，使疏水量降低，从而达到阻碍疏水的作用。此时调节汽是以其自身的物性参数变化作用来阻碍疏水的。即调节蒸汽流量越大，疏水量越小，反之亦然。通过上述的调节过程从而实现水位的自动控制。

3经济性分析

高加疏水系统改造后的经济效益可以从以下2个方面进行分析与计算。

3.1提高高加投入率

根据表1数据计算如下：#3高加进汽焓为3 375.95 kJ/kg，疏水焓为2 292.57 kJ/kg。

给水在#3高加吸收的焓值为：（3 375.95-2 292.57）×16.15×1 000=1.75×107 kJ/h。

同理可计算出给水分别在#2高加吸收8.32×107 kJ/h，在#1高加吸收5.83×107 kJ/h，则给水在整个高加吸收共计1.59×108 kJ/h.

按照按照机组年运行等效天数300天，高加投入率增加2%，标煤发热量29 270 kJ/kg，机组年节约标煤：1.59×108×300×24×2%÷29 270÷1 000=782.23 t

按照标煤700元/t计算，年节约发电资金700×782.23÷10 000=54.76×104元。

3.2保持高加正常水位运行

1） 改造后，高加保持正常水位，高加疏水至下一级无窜汽。

T出=T饱和-（T饱和-T进）e-NTV=245.8

式中，T进、T出分别为高加进、出水温度，单位： ℃；T饱和为加热蒸汽饱和温度，单位℃；由#1抽压力P1=3.89 MPa查出T饱和=248.7 ℃，-NTV为传热单元，NTV=K×F/G（1 000Cp）=2.36，G为进入高加的给水流量600 t/h；

2） 改造前，高加低水位状态时。

此时高加疏水逐级自流，伴随加热蒸汽窜入下一级。设窜汽率x=10%，其他参数变化忽略不计，此时高加出水温度T出′为：

h=x×h2+（1-x）h1=1 238.69 kJ/kg，

式中h为无水位时高加疏水焓，单位： kJ/kg；h2为饱和蒸汽焓，单位： kJ/kg；由P1查出h2=2 801.9 kJ/kg，h1为正常水位时的疏水焓h1=1 065 kJ/kg。

给水吸收热量Q=D（h0- h）=G*Cp*（T出- T进）得T出=238.39 ℃

式中h0为高加抽汽焓，由#1抽压力、温度查表得h0=3 143.76 kJ/kg，D为抽汽量D=30.82 t/h；

3） 改造前后，给水出口温差达到7.4℃，按照给水温度降低1℃，影响发电煤耗0.102g/KWh计算，改造后可节省煤耗0.75 g/kW・h。按单机1年的发电量以14×108 kW・h计算，标准煤价为700元/t计算，则1年可节约N=0.75×10-6×14×108×700×10-4=73.5×104元。

4结语

汽液两相流自调节水位控制器在胜利发电厂I期两台机组高加上应用后取得了明显的效果，通过多年的运行和调试，该装置性能稳定，适应高加各种运行工况，保证了高加系统随机启停，既提高了机组安全稳定性，又提高了机组经济性，达到了改造预定目标。

参考文献：

[1]李宏伟，刘为民，孙波，等.NC220/183-12.7/0.245/535/535型汽轮机运行规程[M].东营市：胜利日报出版社，2009.

[2]蔡锡宗.高压给水加热器[M].北京市：北京水利电力出版社，1995.