超超臨界機組疏水系統優化及內漏治理

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優化及內漏治理

沈新火

（華潤電力（賀州）有限公司，廣西富川542700）

大型火力發電廠汽機疏水系統常見的幾種疏水閥形式，給出疏水閥運行情況的實時監視系統、判斷運行中疏水門是否泄漏的方法和思路，為及時發現疏水系統缺陷，進行預防性檢修提供依據。

火電廠；疏水系統優化；閥門；運行檢修管理

0 前言

疏水系統作為火力發電廠生產過程中最為重要的附屬熱力系統之一，對機組的安全、可靠、經濟、環保運行，起著重要的作用。疏水系統泄漏影響機組的安全性，熱力系統的內漏在使機組經濟性下降的同時，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。公司冷凝器疏水擴容器側壁溫度較高，說明熱力系統內漏嚴重。通過一系列的閥門優化和內漏治理，汽機性能試驗系統不明泄漏量由0.5%降低到0.1%，降低煤耗1.2 g/kW·h。

1 疏水系統內漏對機組經濟性的影響

1000 WM機組系統內漏對

機組經濟性影響見表1。

2 疏水系統優化原則和主要優化項目

表1 1000WM機組系統內漏對機組經濟性的影響

（1）針對“大而全”的疏水系統，按照“去高留低”的原則，在保證主系統、主設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（包括高調門后至高排逆止門前，中調門后至中缸排汽口前，抽汽電動門前區間的疏水）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改為單獨引向疏擴，保持熱備用的旁路系統，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）主汽高壓導氣管道疏水節流后壓力都不一樣，但4個導汽管的疏水卻接在1個母管上疏入疏擴，壓力較高導氣管中的主汽有一部分不停地流向壓力較低的主汽管中，這部分蒸汽經流動降壓后降低了做功能力，降低機組效率。可在3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放氣中設置的幾個放氣門，基本不需要操作，只是增加了系統的泄漏點，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）輔助蒸汽管道設置大量的管道疏水門，跟根管道的位置在最低點設置疏水點并采用等級較高的截止閥，減少系統內漏點。

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

3 疏水閥門的選擇

3.1 球閥與截止閥用做汽水系統疏放水門存在的優缺點比較（表2）

3.2 疏放水閥門選用優化

（1）目前大型火力發電廠主蒸汽、再熱蒸汽管道疏水門多設計為氣動球閥，球閥前設置一道手動截止閥內漏時起隔離作用，少部分電廠一、二次門均設計為截止門。抽汽等蒸汽系統疏放水門設計采用氣動球閥和電動截止閥的比較沒有規律，各種設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。應該根據系統和環境特點選用疏水閥。

（2）蒸汽及再熱蒸汽參數較高，且采用P92材料的管道，內漏后對經濟性影響較大。建議設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中顆粒及其他固體雜質相對較多，球閥對顆粒度適應能力較強，且關閉后密封面不易沖蝕，故球閥比較適用于投產后2～3年左右的使用環境。機組運行3年以后，管道系統清潔度較高，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量可靠的進口截止閥。實踐證明在蒸汽系統應用中，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，導致閥門定位失效，不能嚴密關閉。

表2 球閥與截止閥用做汽水系統疏放水門對比

（3）對于存在顆粒度較大的蒸汽或水系統放水門，如濾網疏放水及各系統排污門，建議使用雙閥桿球閥截止門的復合閥，或者采用質量可靠的手動球閥，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質的國產截止閥，也可選用其他形式閥門，如可更換閥內件的大差壓截止閥或雙密封面結構的閥門。

（5）適當放大低參數疏水系統閥門的選用等級，提高可靠性。盡量避免在蒸汽系統和高溫水系統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構的截止閥。

（6）不斷探索新的工藝和新型結構閥門在疏水系統上的應用。

4 疏水閥門操作工藝及和檢修管理優化

表3 主要進口疏水閥供應商調查表

4.1 疏水門運行操作優化和注意事項

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

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

（3）機組啟動后關閉的疏水門，過幾個小時再熱緊一次，有利于閥門關嚴。

（4）對于疏水電動門，在機組每次啟動后都應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，如果存在內漏應及時對氣動門、電動門進行二次調整，防止閥門節流沖刷造成損壞。

（5）在汽輪機啟動、停機過程中，運行人員應嚴格執行運行規程中對疏水閥門開啟和關閉的規定，按時開啟、關閉疏水閥門，嚴禁早開、晚關疏水門，有些疏水閥是依據蒸汽過熱度開關，有些疏水閥是根據系統溫度決定開關，因此對溫度的測量計算要準確，并根據規定維護到位。

4.2 閥門選擇及設備管理優化

（1）選擇合格的供應商，表3是目前主要進口疏水閥供應商調查情況。

（2）從監視手段和管理上建立、完善缺陷的發現機制和手段。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，這種傳統手段，受制于測量經驗、反光等因素的影響，容易出現較大的測量偏差，且運行檢修人員工作量較大。增設疏水實時監視系統的總體方案是：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，采用卡套式測溫熱電偶，元件套管點焊于疏水管壁，熱電偶緊帖管道外壁。②利用遠程I/O技術，實現疏水溫度元件的相對集中測量，既可減少補償導線用量，降低改造費用，又方便與DCS通信，不占用DCSI/O通道。③啟動后，沖車并網后疏水門關閉后，檢修對疏水門關閉嚴密性進行檢查，定期將疏水管道溫度進行測溫檢查。如果發現閥門內漏，及時處理，避免發生閥門內漏問題。根據管壁溫度判斷閥門內漏的依據見表4。

4.3 新工藝新技術的應用

（1）高溫、高壓硬密封復合閥。一種雙閥桿球閥和截止閥復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密保護作用，實現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件的一種新結構高溫高壓疏水閥，結構特點兩道密封相反保護，即使一級密封失效，另一級密封仍能嚴密密封，且雙密封閥芯、閥座設計成獨立的個體（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件。缺點是產品為專利產品，尚未得到長期的應用驗證。

表4 根據管壁溫度判斷閥門內漏的依據

圖1 雙密封高溫高壓截止閥

（3）新工藝在閥門修復上的應用。采用入口邊節流降壓的優化結構國產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；激光焊接修復高旁閥，嚴密性及使用可靠性均可保證。

［1］D5000-2000，火力發電廠設計技術規程［S］.

［2］電力工業技術管理法規電技字第26號［S］.

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

〔編輯 李波〕

TK264

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.31