張克泉

摘要：汽輪機在啟動過程中，是一個金屬吸熱升溫的過程。暖機暖管初期，高溫蒸汽與溫度較低的金屬接觸，蒸汽凝結放熱，將熱量傳遞給管道及汽缸金屬部件，蒸汽即凝結成水，這些疏水應及時排放，若積存在管內不僅嚴重影響暖管傳熱，而且可能帶來管道的水沖擊，造成閥門、管道和法蘭的破裂損壞。如果蒸汽夾帶了疏水進入汽輪機內，將會發(fā)生更為嚴重的水沖擊設備損壞故障。所以，汽輪機組疏水系統(tǒng)可靠穩(wěn)定顯得尤為重要。

關鍵詞：疏水系統(tǒng)；水平改垂直；疏水聯箱

一、疏水系統(tǒng)的簡介

勝利發(fā)電廠300MW機組為C300/237-16.7/0.39/537/537型汽輪機組，屬亞臨界中間再熱兩缸兩排汽采暖抽汽凝汽式機組。東方汽輪機廠生產制造，熱力系統(tǒng)構造由西北電力設計院設計。

汽輪機在啟動過程中，汽缸金屬溫度較低，進入汽輪機的主蒸汽溫度及再熱蒸汽溫度雖然選擇的較低，但均超過了汽缸內壁溫度較多，蒸汽與汽缸溫度相差超過200℃。暖機的最初階段，蒸汽對汽缸進行凝結放熱，產生大量的凝結水，直到汽缸和蒸汽管道內壁溫度達到該壓力下的飽和溫度時，凝結放熱過程才結束，凝結疏水量才大大減少。

在停機過程中，蒸汽參數逐漸降低，特別是滑參數停機，蒸汽在前幾級做功后，蒸汽中含有濕蒸汽，在離心力的作用下甩向汽缸四周，負荷越低，蒸汽含水量越大。另外，汽輪機打閘停機后，汽缸及蒸汽管道內仍有較多的余汽凝結成水。由于本體疏水的存在，會造成汽輪機葉片水蝕，機組振動，上下缸產生溫差及腐蝕汽缸內部；蒸汽管道內疏水不及時排放，積存管內不僅嚴重影響暖管傳熱，而且可能帶來管道的水沖擊造成閥門、管道及法蘭破裂損壞。因此，在汽輪機啟動或停機時，必須要保證疏水的及時排放，疏水系統(tǒng)穩(wěn)定可靠尤為重要。

二、目前300MW機組疏水系統(tǒng)存在的問題

勝利發(fā)電廠300MW汽輪機組疏水系統(tǒng)是一種典型的系統(tǒng)，許多300MW機組都采用這樣的系統(tǒng)：汽輪機本體的疏水、主汽疏水、再熱蒸汽疏水、各級抽汽疏水、軸封供汽系統(tǒng)疏水和其他管道疏水放汽等等，都通過疏水聯箱進入凝汽器的背馱式擴容器，再排入凝汽器。3號機凝汽器的背馱式擴容器上只安裝了5根長約1.2m的疏水集管，所有的疏水系統(tǒng)的許多管道和閥門都布置在機頭底層凝汽器東側，整體空間狹小，布置擁擠，各疏水管間距只有200mm左右，致使各疏水閥門手輪互相擠壓，造成閥門操作不方便，開啟時間長，機組疏水不能快速排放，致使汽缸內外壁、法蘭內外壁、轉子等部件長時間存在溫差，產生熱應力，對機組危害較大。氣動閥門裝置布置在管道內側，機組運行中，當氣動裝置發(fā)生異常時，熱控人員調試困難，時常發(fā)生機組啟動需快速疏放水時而氣動門打不開的現象，更加加劇了機組溫差變化；而且經常發(fā)生燙傷熱控人員的問題。閥門由于長期不能檢修，關閉不嚴密，以致運行中高壓蒸汽不斷進入凝汽器，給凝汽器真空帶來一定的不利影響。，所以有必要對3號機疏水系統(tǒng)進行改造，使機組能更加安全經濟的運行。特別是主蒸汽、再熱蒸汽管道疏水閥、本體疏水閥的泄漏造成高品質的蒸汽大量浪費。

三、疏水系統(tǒng)改造技術方案

為便于疏水管道布置擺放，將北側3A膠球泵移至主油箱西側，其附屬管道重新布置。3號機凝結水最小流量閥至凝汽器的管道抬高重新布置，使3A擴容器南側留出空間布置疏水管。8號低加逐級疏水管道抬高沿供熱抽汽管道上方接入3A擴容器，使3A擴容器北側留出空間布置疏水管。

加裝8臺疏水聯箱，汽機本體高、中壓疏水管道重新設計，原直接進入凝汽器背馱式擴容器的疏水管道，現改為進入外置的疏水聯箱，再進入凝汽器。集一管改造，將原集一管割除，在原接口處聯接一疏水聯箱以滿足布置需要，可將各疏水管加大間距重新布置，其各疏水管布置方式不變。集二管改造，將原集二管割除，位置與集五管互換。用等管徑管道重新連接并向南延長3200mm，并排連接3臺疏水聯箱。將原集管上連接的三排各疏水管保持順序分別接入3臺疏水聯箱，每根各疏水管垂直于疏水聯箱中心線引接入聯箱。集三管改造，將原集三管割除，與集四管位置互換，用等管徑管道連接2臺疏水聯箱。將原集管上連接各疏水管保持順序分別接入2臺疏水聯箱。集四管改造，集四管接入集三管位置，用等管徑管道向北延長1200mm。引接1臺疏水聯箱。將各疏水管加大間距重新布置，其各疏水管布置方式不變。集五管改造，將原集五管割除，位置與集二管互換。為了便于布置疏水管道，加一疏水聯箱以滿足布置需要，可將其各疏水管加大間距，其各疏水管布置方式不變。原部分疏水管在接入疏水聯箱前并管，本次改造并管方式保持不變。疏水閥和截止閥集中、垂直布置，標高大約2m，為了便于閥門操作和檢修，設閥門操作平臺，標高大約1.2m。疏水擴容器減溫水來自凝結水，由調節(jié)閥控制水量，從節(jié)約費用方面考慮，減溫水仍接入備馱式擴容器，疏水聯箱不另接減溫水。

現有疏水閥控制電源修改。由于疏水管道的改造，管道之上的閥門相應移位，原布置的氣動疏水閥隨著管道移動而相應的進行改動，因此，接入執(zhí)行器的儀用壓縮空氣管或母管應作相應修改；接入執(zhí)行器的用于開啟電磁閥的電纜也應修改，電磁閥的控制電纜擬采用就地增設接線盒的方式，通過接線盒接入執(zhí)行器，仍保持進入DCS系統(tǒng)。

四、疏水系統(tǒng)改造技術原則

本次改造新安裝的疏水聯箱標高及接入擴容器的疏水口位置保持不變。各路疏水管垂直向下，再斜45度插入疏水聯箱，并朝疏水流動方向連續(xù)傾斜，以免管道積水。由于各管道的疏水口比疏水擴容器進口的疏水聯箱高，疏水能順暢地進入疏水擴容器。本疏水系統(tǒng)改造時保證汽輪機本體疏水、高中壓主汽調節(jié)閥后管道疏水、抽汽止回閥及閥前管道疏水等排列正確。接入疏水聯箱的各疏水管要按壓力遞減順序排列，壓力最高的各疏水管應接在距離疏水聯箱出口處最遠的位置。疏水點的蒸汽溫度高于420℃，則其疏水管采用合金鋼管；低于420℃疏水管采用20G鋼管。節(jié)流孔板或節(jié)流組件應布置在盡量靠近疏水聯箱處，便于經常清理且不易被污物堵塞的位置。所有疏水聯箱坡度i =0.003。

五、疏水系統(tǒng)改造效果

疏水改造后使疏水系統(tǒng)趨于完善，在保持汽機房現有布局的基礎上，做到合理布置，管道整齊美觀。疏水系統(tǒng)改造后投運正常，機組啟停時汽缸上下夾層溫差明顯減小，凝汽器運行工況明顯改善，使汽機疏水系統(tǒng)的安全性和經濟性顯著提高。

解決了空間狹小問題。原各疏水管由橫向布置改為垂直布置，各疏水管間距由200mm增大至600mm。而且疏水系統(tǒng)整體空間沒有增大，各路管道布局清晰可見，井然有序。改善了疏水系統(tǒng)閥門操作和檢修條件。方便了運行人員巡視設備。這樣可使檢修人員搶修快捷，工作效率提高。

通過增加疏水聯箱的方式，將各疏水管分開布置，優(yōu)化了系統(tǒng)。從而使疏水壓降下降更快，疏水排放更加暢通。使機組啟停速度加快，3號機改造前啟動時間為220分鐘，改造后啟動時間縮短為為130分鐘。按啟動時鍋爐用油7t/小時計算，可節(jié)約用油10.5t。

機組熱效率提高，檢修費用、時間均有所降低。對閥門內漏問題得到很好控制。