1 000 MW機組軸封加熱器水位控制的方案分析及建議

靖長財

(神華國華(北京)電力研究院有限公司,北京100069)

1 000 MW機組軸封加熱器水位控制的方案分析及建議

靖長財

(神華國華(北京)電力研究院有限公司,北京100069)

針對1 000 MW機組軸封加熱器的水位控制問題,采取對比和分析的方法,提出了水位控制的技改方案。根據(jù)各技改方案的優(yōu)劣,最終選擇了在汽輪機軸封排汽管道上設(shè)置U型緊急排水口的技改方案。通過近5年運行在某1 000 MW燃煤機組的實例,證明了水位控制裝置運行的有效性,達(dá)到了技改的預(yù)期目標(biāo)。

機組;軸封;加熱器;故障;水位;控制;技術(shù);方案

0 概 述

軸封加熱器是汽輪機重要的輔助設(shè)備之一,若軸封加熱器的水位過低,將造成水封不嚴(yán),降低了汽輪機的真空度。但水位也不能過高,過高的水位不僅影響加熱器換熱效果,還可能造成汽輪機軸封進水,引起汽輪機端部軸封動靜間隙的變化,導(dǎo)致碰磨,威脅汽輪機的安全運行。通過分析軸封加熱器水位控制方案,提出了水位控制故障時的技術(shù)改進方案。實施技改方案后,在某1 000 MW機組上運行近5年,達(dá)到了技改的預(yù)期效果。

1 設(shè)備狀況

1.1 汽輪機與系統(tǒng)布置

某型機組的汽輪機為超超臨界參數(shù)、單軸、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機。熱力循環(huán)采用八級回?zé)岢槠到y(tǒng),設(shè)有3臺高壓加熱器(雙列)、1臺除氧器、4臺低壓加熱器和1臺疏水冷卻器及軸封加熱器。系統(tǒng)中還有3×50%容量的凝結(jié)水泵,2臺凝結(jié)水泵運行,1臺凝結(jié)水泵備用,2×50%容量的汽動給水泵和30%電動給水泵。運行方式為2臺汽動給水泵運行,1臺電動給水泵備用。軸封加熱器是用凝結(jié)水冷卻來自汽輪機的軸封排汽,排汽被凝結(jié)成水后,經(jīng)過水封進入凝汽器熱水井,再加以回收利用。

1.2 軸封加熱器參數(shù)

軸封加熱器的參數(shù),如表1所示。

表1 軸封加熱器的參數(shù)

2 軸封加熱器水位控制的技術(shù)方案

汽輪機軸封加熱器的連接,如圖1所示。

圖1 汽輪機軸封加熱器的連接

2.1 正常水位的控制

機組正常運行時,軸封加熱器利用水封控制水位,由輔助水封出口門微調(diào)水位。軸封加熱器水位由低水位計和遠(yuǎn)傳水位報警器進行監(jiān)測,水位升高至報警值時,DCS系統(tǒng)的報警窗自動跳出報警,即時提醒運行人員作出調(diào)整和查明低水位的原因。

當(dāng)機組A級檢修時,需對系統(tǒng)進行水壓試驗,因電機普遍采用了變頻技術(shù),所以,檢修期間的水壓試驗壓力,應(yīng)按照設(shè)計工作壓力進行,以檢驗軸封加熱器的密封性。

2.2 故障時的水位控制

汽輪機軸封加熱器發(fā)生故障,雖然是小概率事件,但也有發(fā)生。較為常見的是軸封加熱器管板與管子連接處泄漏、鋼管泄漏等故障現(xiàn)象。若加熱器水位急劇升高,需快速排水,以防止水進入汽輪機的端部軸封。

軸封加熱器的緊急疏水量和排放方式,參照了低壓加熱器排放方式。低壓加熱器緊急疏水的排放管徑與低壓加熱器正常疏水的管徑相同。據(jù)此,軸封加熱器疏水正常疏水管的直徑選為89 mm,考慮汽輪機軸封排汽無逆止閥,一旦進水危害更大,因此,在選擇緊急疏水排放管道的直徑時,需充分考慮裕量。

(1)依靠軸封加熱器水封排水。依靠軸封加熱器正常水封排水管(?89×4 mm),對于軸封加熱器泄漏等增加的疏水量,將會因疏水管和水封通流量的限制,不能及時將水排出。

(2)在軸封加熱器水封入口處,設(shè)置緊急排水管。如果設(shè)置類似低壓加熱器危急疏水閥,當(dāng)疏水閥開啟后,因軸封加熱器的軸流風(fēng)機與大氣連通,易造成汽輪機的真空度急劇下降,如此技改方案不可行。技改方案的設(shè)置,如圖1中所示的虛線部分。

(3)軸封加熱器切斷水源方式。如利用現(xiàn)有的軸封加熱器水側(cè)出入口處的電動門和旁路電動門切換水源,電動門在關(guān)閉和開啟時,切換的時間較長,很難在較短時間內(nèi)截斷水源。

(4)在軸封排汽管道上設(shè)置緊急排水口。僅依靠軸封排汽危急排水管(?219×6×500 mm)進行排水,水封高度為500 mm,如圖1所示。這樣,可將水快速排至凝汽器泵坑,具有結(jié)構(gòu)簡單可靠的特點,并能防止水進入汽輪機的端部軸封。

2.3 控制水位的技術(shù)方案

分析了各種故障時緊急水位的控制方法,對軸封加熱器的水位控制,推薦采用在汽輪機軸封排汽管道上設(shè)置緊急U型排水管方案,結(jié)構(gòu)較為簡單,且比較經(jīng)濟,可作為優(yōu)先選擇的設(shè)計方案。

3 結(jié) 語

通過對某1 000 MW機組軸封加熱器加裝水位控制裝置,在該機組上運行了近5年,達(dá)到了技改的預(yù)期目標(biāo)。對于早期投產(chǎn)的發(fā)電機組,建議采取在汽輪機軸封排汽管道上設(shè)置U型緊急排水口的技術(shù)方案,以確保汽輪機的安全運行。

參開文獻(xiàn):

[1]廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司.1 000 MW機組集控運行規(guī)程[D].2014.

[2]許乃同.大型汽輪機組的軸封加熱器及熱力系統(tǒng)[J].華中電力, 1997(1):1-6.

Scheme Analysis and Suggestion for Water Level Control of Shaft Seal Heater in 1 000 MW Unit

JING Chang-cai
(Shenhua Guohua(Beijing)Electric Power Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100069,China)

Aiming at the problem of water level control of shaft seal heater in 1 000 MW unit,a method of water level control is put forward by means of comparison and analysis.According to the advantages and disadvantages of each technical transformation plan,the technical scheme of U type emergency drain is set up on the shaft seal steam pipe of the steam turbine.Through an example of a 1 000 MW coal-fired unit running in the last 5 years,the effectiveness of the water level control device has been proved,and the expected goal of technical transformation has been achieved. Key words:unit;shaft seal;heater;water level;control;technology;scheme

TK264.1

A

1672-0210(2017)02-0039-02

2016-09-27

靖長財:(1962-),男,大學(xué)本科,高級工程師,就職于神華國華(北京)電力研究院有限公司,從事發(fā)電技術(shù)方面的管理工作。