許家法

摘 要：文章介紹了壓力匹配器的工作原理，分析了低負荷工況，接著分析了在低負荷時低壓汽管道溫度異常的原因，并針對不同熱網(wǎng)壓力80 MW負荷時低壓汽車運行情況進行分析壓力匹配器系統(tǒng)的安全隱患，最后提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：壓力匹配器；低負荷；安全隱患；解決措施

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0094-02

1 系統(tǒng)概述

錢清電廠是一個擁有一臺125 MW（#1）、一臺135 MW（#2）機組的小廠，電廠建設時就考慮了供熱，建了一條供熱管線（#1管線），與廠外的老廠熱網(wǎng)相連，汽源是高排汽。由于外界熱負荷的增加，電廠又擴建了一條供熱管線（#2管線）。#2供熱管線的汽源是高排汽與三抽汽。

#2供熱管線有兩臺壓力匹配器，實際運行中#1機組機對應#1匹配器，#2機組對應#2匹配器。壓力匹配器的工作原理是：借助高壓蒸汽（驅(qū)動蒸汽）通過壓力匹配器的噴咀，形成高速汽流，引射汽輪機的低壓抽汽，經(jīng)過混合、擴壓、供出達到用戶要求的蒸汽。

每臺壓力匹配器有一路高壓缸排汽過來的高壓驅(qū)動蒸汽，兩路三級抽汽過來的低壓吸入蒸汽。三路進汽管上各有一只隔離閥及逆止門。壓力匹配器是按照80 MW至滿負荷設計的。AGC負荷變化情況下，三級抽汽或多或少都能被抽出。

2 低負荷實際運行工況

由于相同負荷下#1機三抽壓力比#2機高0.1 MPa左右，且#1壓力匹配器低壓進汽管比#2壓力匹配器的管子粗，阻力小（#1壓力匹配器低壓進汽管利用了原輔汽母管），因此#1機的三抽更容易被抽出。當熱網(wǎng)壓力在0.55 MPa以上，同樣在80 MW負荷工況，#1機三抽有2～5 t/h，而#2機三抽就幾乎抽不出來。而如果負荷更低，則可能影響到#2供熱系統(tǒng)及機組的安全。

從表1可以看出，當#1機負荷80 MW時，供熱正常，在熱網(wǎng)壓力為0.52 MPa時，三抽流量有6 t/h。

當負荷降到65 MW時，三抽壓力下降到0.26 MPa，下降了0.072 MPa。而低壓汽壓力最多只下降了0.04 MPa，且最高壓力與80MW時相同。除氧器壓力與80 MW時相比，反而比三抽壓力高。低壓汽溫度降到251℃，下降幅度達到128 ℃，且保持在這一溫度水平。當負荷重新升到80 MW時，所有參數(shù)又恢復正常。

從表2可以看出，#2機負荷80 MW時，供熱正常。當負荷降到65 MW時，三抽壓力及除氧器壓力同步下降了約0.06 MPa，而低壓汽壓力不降反升了0.02 MPa。整個過程除氧器壓力始終比三抽壓力低。低壓汽溫度從380.45 ℃開始下降，一直降到146.9 ℃，降幅達到234 ℃。當負荷重新升到80 MW以上，隨著低壓汽的抽出，低壓汽溫度快速上升，恢復正常水平。

3 低壓汽管道溫度異常原因分析

從以上過程可以分析出，當負荷降到65 MW時，#1機三抽壓力只有0.26 MPa，壓力過低，低壓汽已經(jīng)抽不出，且低壓汽至壓力匹配器逆止門不嚴，導致高壓汽倒流入低壓汽管路（即原輔汽母管）。輔汽母管有至#2脫硫用汽、自動疏水器，即管內(nèi)蒸汽始終處于流動狀態(tài)，因此溫度一直保持在高排溫度水平。可能三抽至輔汽母管逆止門也不是很嚴，或輔汽母管至#1除氧器電動門、再沸騰不嚴，導致輔汽母管內(nèi)的蒸汽進入除氧器，使除氧器的壓力大于三抽壓力，三級抽汽處于不抽汽狀態(tài)。

當負荷降到65 MW時，#2機三抽壓力只有0.19 MPa，壓力過低，低壓汽已經(jīng)抽不出，且低壓汽至壓力匹配器逆止門不嚴，導致高壓汽倒流入低壓汽管路。由于三抽至低壓汽逆止門及三抽至三抽母管隔離閥嚴密不漏汽，#2壓力匹配器的低壓汽管路內(nèi)的蒸汽處于不流動狀態(tài)，蒸汽不斷被冷卻、凝結(jié)。低負荷時間越長，溫度下降幅度也越大。當負荷上升后，隨著低壓汽的抽出，低壓汽溫度快速上升，上升幅度過大，最快時達到每分鐘上升96 ℃，這對管道的安全運行造成了極大的影響。除氧器的壓力始終低于三抽壓力，說明三級抽汽至#2除氧器的流動是正常的。

低壓汽管內(nèi)溫度從380.45 ℃下降到146.9 ℃，管內(nèi)肯定有凝結(jié)水，該管段內(nèi)沒有自動疏水器，手動疏水閥未開，當?shù)蛪浩_始抽出時，溫度又急劇上升，管子除了受較大的熱應力影響壽命外，還可能發(fā)生水沖擊，引起管子振動。

4 針對不同熱網(wǎng)壓力80 MW負荷時低壓汽運行情況

以上是對負荷從80 MW到65 MW變化進行分析的。即使兩臺機負荷都在80 MW，由于熱網(wǎng)壓力過高，也會造成低壓汽抽不出，#2機尤為明顯。

從表3可以得出以下結(jié)論：

①低壓汽的流量隨著高壓汽流量的改變而改變，#1壓力匹配器的高壓汽流量小于10 t/h時，低壓汽溫度快速下降，說明低壓汽基本抽不出。

②低壓汽被抽出時，低壓汽壓力會略微下降，抽汽量越大，低壓汽壓力下降的幅度相對也越大。例如#1機低壓汽壓力為0.36 MPa時，抽汽量有5 t/h左右；壓力到0.38 MPa時，抽汽量有2 t/h左右；壓力到0.4 MPa時，抽汽量幾乎沒有了。

③當?shù)蛪浩椴怀鰰r，低壓汽管道溫度下降很快。正常情況下，管道的冷卻速度不可能這么快，而是由溫度較低的蒸汽流入引起。即高壓汽倒流入低壓汽管道。

④對于#2壓力匹配器，在調(diào)節(jié)閥全開的情況下，在熱網(wǎng)壓力降到0.55 MPa以下時，低壓汽被抽出。熱網(wǎng)壓力下降的越大，抽出的量也越大。熱網(wǎng)壓力0.55 MPa是這個工況下#2壓力匹配器低壓汽抽出的一個臨界點。（#1壓力匹配器低壓汽抽出一直以來都沒問題）

5 #2供熱管線在低負荷時存在的安全隱患

①高壓汽倒流入低壓汽管道，可能進入三級抽汽管道，三抽抽不出，三抽管道可能積水，引起管道振動，#1機尤為明顯。嚴重情況下高壓汽可能進入汽輪機內(nèi)部。

②高壓汽倒流入低壓汽管道，造成低壓汽管道溫度急劇下降。當?shù)蛪浩槌鰰r，溫度又急劇上升，如此反復，管道承受較大的熱交變應力，嚴重影響管道的壽命。

③對于#2壓力匹配器，高壓汽倒流入低壓汽管道后，在低壓汽管道內(nèi)處于不流動狀態(tài)，隨著時間的加長，溫度一直下降，管道內(nèi)存有凝結(jié)水，當?shù)蛪浩匦卤怀槌龊螅赡芤鸸艿浪疀_擊。

④65 MW負荷時，軸封汽壓力偏低，而三抽母管作為#1壓力匹配器的低壓汽管道，靠高壓汽的漏入量不能保證軸封汽的安全。

6 低負荷運行時的改進措施

①在三抽至低壓汽隔離閥后加裝自動疏水器，同時將該路疏水回收至低擴。

②負荷低于80 MW，確認高壓汽倒流入低壓汽管道時，關(guān)閉三抽至低壓汽隔離閥，切斷低壓汽，開啟該閥后疏水閥。

③當除氧器壓力大于三抽壓力時，開啟三抽管道疏水。

④長時間80 MW負荷運行時，可以調(diào)節(jié)#1壓力匹配器降低熱網(wǎng)壓力，從而使#2機三抽能抽出，盡量避免低壓汽抽不出，高壓汽倒流入，引起管道溫度變化劇烈。

⑤#2供熱管線停用時，檢修應對有關(guān)逆止門進行檢查、更換。

參考文獻：

[1] 宋之平.節(jié)能原理[M].北京：水利電力出版社，1985.