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        超超臨界機組疏水系統(tǒng)優(yōu)化及內(nèi)漏治理

        2016-12-20 03:56:35沈新火
        設(shè)備管理與維修 2016年11期
        關(guān)鍵詞:水門內(nèi)漏截止閥

        沈新火

        (華潤電力(賀州)有限公司,廣西富川542700)

        超超臨界機組疏水系統(tǒng)優(yōu)化及內(nèi)漏治理

        沈新火

        (華潤電力(賀州)有限公司,廣西富川542700)

        大型火力發(fā)電廠汽機疏水系統(tǒng)常見的幾種疏水閥形式,給出疏水閥運行情況的實時監(jiān)視系統(tǒng)、判斷運行中疏水門是否泄漏的方法和思路,為及時發(fā)現(xiàn)疏水系統(tǒng)缺陷,進行預(yù)防性檢修提供依據(jù)。

        火電廠;疏水系統(tǒng)優(yōu)化;閥門;運行檢修管理

        0 前言

        疏水系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中最為重要的附屬熱力系統(tǒng)之一,對機組的安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保運行,起著重要的作用。疏水系統(tǒng)泄漏影響機組的安全性,熱力系統(tǒng)的內(nèi)漏在使機組經(jīng)濟性下降的同時,還會給凝汽器帶來額外的熱負荷,凝汽器熱負荷每增加10%,將使低壓缸排汽壓力上升0.35 kPa。公司冷凝器疏水?dāng)U容器側(cè)壁溫度較高,說明熱力系統(tǒng)內(nèi)漏嚴(yán)重。通過一系列的閥門優(yōu)化和內(nèi)漏治理,汽機性能試驗系統(tǒng)不明泄漏量由0.5%降低到0.1%,降低煤耗1.2 g/kW·h。

        1 疏水系統(tǒng)內(nèi)漏對機組經(jīng)濟性的影響

        1000 WM機組系統(tǒng)內(nèi)漏對

        機組經(jīng)濟性影響見表1。

        2 疏水系統(tǒng)優(yōu)化原則和主要優(yōu)化項目

        表1 1000WM機組系統(tǒng)內(nèi)漏對機組經(jīng)濟性的影響

        (1)針對“大而全”的疏水系統(tǒng),按照“去高留低”的原則,在保證主系統(tǒng)、主設(shè)備能夠充分疏水的情況下,進行合并,以減少疏水點,減少漏點。

        (2)將汽缸本體疏水(包括高調(diào)門后至高排逆止門前,中調(diào)門后至中缸排汽口前,抽汽電動門前區(qū)間的疏水)按高壓缸、中壓缸疏水分開,各自單獨匯入1根集管直接接入凝汽器。

        (3)將抽汽逆止門前疏水和抽汽電動門后疏水由原來的并聯(lián)改為單獨引向疏擴,保持熱備用的旁路系統(tǒng),在高、低旁路前的疏水電動門處加裝一路的疏水旁路,機組正常運行時全關(guān)疏水電動門,全開疏水旁路門,避免疏水閥因部分開啟造成閥體沖刷、損壞。即高旁前蒸汽管道向主蒸汽管傾斜,高旁后蒸汽管道向再熱冷段管道傾斜,取消高旁前后疏水管路。

        (4)主汽高壓導(dǎo)氣管道疏水節(jié)流后壓力都不一樣,但4個導(dǎo)汽管的疏水卻接在1個母管上疏入疏擴,壓力較高導(dǎo)氣管中的主汽有一部分不停地流向壓力較低的主汽管中,這部分蒸汽經(jīng)流動降壓后降低了做功能力,降低機組效率??稍?路至疏擴的支路增加1個電動疏水閥。

        (5)高加正常疏水管及低加水側(cè)放氣中設(shè)置的幾個放氣門,基本不需要操作,只是增加了系統(tǒng)的泄漏點,可取消。

        (6)7號、8號低加正常疏水門前后放水沒有實際用途,全部取消,以免泄漏后影響機組真空。

        (7)高壓給水管道疏水門逆止門前后等設(shè)置過多的疏水門可簡化為兩道手動截止門。

        (8)輔助蒸汽管道設(shè)置大量的管道疏水門,跟根管道的位置在最低點設(shè)置疏水點并采用等級較高的截止閥,減少系統(tǒng)內(nèi)漏點。

        (9)在只設(shè)計一道氣動疏水門的疏水管道上前加裝一道手動隔離門,作為氣動疏水門內(nèi)漏后進行手動隔離,減少疏水系統(tǒng)泄漏。

        3 疏水閥門的選擇

        3.1 球閥與截止閥用做汽水系統(tǒng)疏放水門存在的優(yōu)缺點比較(表2)

        3.2 疏放水閥門選用優(yōu)化

        (1)目前大型火力發(fā)電廠主蒸汽、再熱蒸汽管道疏水門多設(shè)計為氣動球閥,球閥前設(shè)置一道手動截止閥內(nèi)漏時起隔離作用,少部分電廠一、二次門均設(shè)計為截止門。抽汽等蒸汽系統(tǒng)疏放水門設(shè)計采用氣動球閥和電動截止閥的比較沒有規(guī)律,各種設(shè)置方式均有高壓給水及中低壓給水疏放水基本采用截止閥。應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境特點選用疏水閥。

        (2)蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)較高,且采用P92材料的管道,內(nèi)漏后對經(jīng)濟性影響較大。建議設(shè)計仍采用一次門手動截止門,二次門氣動球閥。由于新建機組管道系統(tǒng)中顆粒及其他固體雜質(zhì)相對較多,球閥對顆粒度適應(yīng)能力較強,且關(guān)閉后密封面不易沖蝕,故球閥比較適用于投產(chǎn)后2~3年左右的使用環(huán)境。機組運行3年以后,管道系統(tǒng)清潔度較高,為避免球閥檢修性差且更換工期要求較長的缺陷,在氣動球閥需要檢修換新時更換為質(zhì)量可靠的進口截止閥。實踐證明在蒸汽系統(tǒng)應(yīng)用中,球閥使用壽命比截止閥沒有明顯的增加,主要因為球閥抗顆粒性能雖然較強,但球閥失效的主要原因并不是密封面損壞,而是啟閉時球閥定位部件磨損,導(dǎo)致閥門定位失效,不能嚴(yán)密關(guān)閉。

        表2 球閥與截止閥用做汽水系統(tǒng)疏放水門對比

        (3)對于存在顆粒度較大的蒸汽或水系統(tǒng)放水門,如濾網(wǎng)疏放水及各系統(tǒng)排污門,建議使用雙閥桿球閥截止門的復(fù)合閥,或者采用質(zhì)量可靠的手動球閥,不建議使用截止閥。

        (4)再熱冷段及一、二、三抽管道疏水,可于主蒸汽疏水相同的選用方式,其他低壓抽汽、輔助蒸汽、中低壓給疏水門建議直接采用優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)截止閥,也可選用其他形式閥門,如可更換閥內(nèi)件的大差壓截止閥或雙密封面結(jié)構(gòu)的閥門。

        (5)適當(dāng)放大低參數(shù)疏水系統(tǒng)閥門的選用等級,提高可靠性。盡量避免在蒸汽系統(tǒng)和高溫水系統(tǒng)使用法蘭連接的疏水門,且閥芯采用錐形密封面形式,盡量不用平面密封結(jié)構(gòu)的截止閥。

        (6)不斷探索新的工藝和新型結(jié)構(gòu)閥門在疏水系統(tǒng)上的應(yīng)用。

        4 疏水閥門操作工藝及和檢修管理優(yōu)化

        表3 主要進口疏水閥供應(yīng)商調(diào)查表

        4.1 疏水門運行操作優(yōu)化和注意事項

        (1)在小開度時兩側(cè)壓差特別大,閥芯處介質(zhì)流速高,對閥芯的沖刷最厲害,關(guān)斷閥或全開或全關(guān),不要在中間位運行。

        (2)電動或氣動疏水閥內(nèi)漏時,可以將手動截止門關(guān)閉,避免長時間沖刷,檢修時只需要少許研磨即可,同時也可以減少經(jīng)濟損失。

        (3)機組啟動后關(guān)閉的疏水門,過幾個小時再熱緊一次,有利于閥門關(guān)嚴(yán)。

        (4)對于疏水電動門,在機組每次啟動后都應(yīng)對管壁溫度測點或紅外線測溫儀測得的閥體溫度進行分析,如果存在內(nèi)漏應(yīng)及時對氣動門、電動門進行二次調(diào)整,防止閥門節(jié)流沖刷造成損壞。

        (5)在汽輪機啟動、停機過程中,運行人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行運行規(guī)程中對疏水閥門開啟和關(guān)閉的規(guī)定,按時開啟、關(guān)閉疏水閥門,嚴(yán)禁早開、晚關(guān)疏水門,有些疏水閥是依據(jù)蒸汽過熱度開關(guān),有些疏水閥是根據(jù)系統(tǒng)溫度決定開關(guān),因此對溫度的測量計算要準(zhǔn)確,并根據(jù)規(guī)定維護到位。

        4.2 閥門選擇及設(shè)備管理優(yōu)化

        (1)選擇合格的供應(yīng)商,表3是目前主要進口疏水閥供應(yīng)商調(diào)查情況。

        (2)從監(jiān)視手段和管理上建立、完善缺陷的發(fā)現(xiàn)機制和手段。由于正常情況下疏水管道被保溫層很好地包裹,閥門內(nèi)漏檢查靠拆保溫用紅外線測溫儀對管壁溫度進行檢查,這種傳統(tǒng)手段,受制于測量經(jīng)驗、反光等因素的影響,容易出現(xiàn)較大的測量偏差,且運行檢修人員工作量較大。增設(shè)疏水實時監(jiān)視系統(tǒng)的總體方案是:①在疏水閥前、后200 mm左右管道上加裝壁溫測點。為不傷及疏水管壁,不增加新的漏點,同時便于在線維護,采用卡套式測溫?zé)犭娕迹坠茳c焊于疏水管壁,熱電偶緊帖管道外壁。②利用遠程I/O技術(shù),實現(xiàn)疏水溫度元件的相對集中測量,既可減少補償導(dǎo)線用量,降低改造費用,又方便與DCS通信,不占用DCSI/O通道。③啟動后,沖車并網(wǎng)后疏水門關(guān)閉后,檢修對疏水門關(guān)閉嚴(yán)密性進行檢查,定期將疏水管道溫度進行測溫檢查。如果發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏,及時處理,避免發(fā)生閥門內(nèi)漏問題。根據(jù)管壁溫度判斷閥門內(nèi)漏的依據(jù)見表4。

        4.3 新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

        (1)高溫、高壓硬密封復(fù)合閥。一種雙閥桿球閥和截止閥復(fù)合的雙密封疏放水閥門。采用雙重密封,一級密封在開啟或關(guān)閉過程中,始終起到降壓,密封作用,更重要的是同時起到了對后一級密封的保護作用。一但一級密封因某種原因受損時二級密封即刻起到對一級密封的嚴(yán)密保護作用,實現(xiàn)二重密封的相互自我保護,延長了閥門的使用壽命。缺點是閥門檢修相對較困難及存在卡塞的可能性。

        (2)新型雙密封高溫高壓截止閥(圖1)。單閥桿、雙閥座、雙密封的可更換閥內(nèi)件的一種新結(jié)構(gòu)高溫高壓疏水閥,結(jié)構(gòu)特點兩道密封相反保護,即使一級密封失效,另一級密封仍能嚴(yán)密密封,且雙密封閥芯、閥座設(shè)計成獨立的個體(可免切割拆卸)。閥門密封面研磨量達到極限后可整體更換閥內(nèi)件。缺點是產(chǎn)品為專利產(chǎn)品,尚未得到長期的應(yīng)用驗證。

        表4 根據(jù)管壁溫度判斷閥門內(nèi)漏的依據(jù)

        圖1 雙密封高溫高壓截止閥

        (3)新工藝在閥門修復(fù)上的應(yīng)用。采用入口邊節(jié)流降壓的優(yōu)化結(jié)構(gòu)國產(chǎn)閥門組件代替給水泵最小流量閥組件,使用壽命超原進口部套;激光焊接修復(fù)高旁閥,嚴(yán)密性及使用可靠性均可保證。

        [1]D5000-2000,火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

        [2]電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)電技字第26號[S].

        [3]蔣波,殷鳳軍,甘文亮,等.西門子1000 MW機組熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟性分析及優(yōu)化[J].汽輪機技術(shù),2013,(12).

        〔編輯 李波〕

        TK264

        B

        10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.31

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