舉例分析氣液兩相流疏水器/汽液兩相流疏水調節器運行良好,調節性能優良 

      1、設備概況興隆莊礦電廠3#機組型號為C12-3.43/0.49,系單缸、中溫、中壓、抽汽凝汽式汽輪機。配置高壓加熱器一臺,型號為JG-80,型式是立式表面式,雙流程設計,加熱面積80㎡,管程設計壓力8.5Mpa,管程設計溫度200℃。水側工作介質為凝結水。殼程工作介質為汽輪機一級抽汽,操作壓力1.57MPa,操作溫度270～320℃。高加疏水器為機械浮球式。
      2、改造原因興隆莊礦電廠3#高加疏水器自2001年12投運以來經常出故障。主要表現在:由于設計原因,水位不易控制,一直無法正常運行。為了防止加熱器汽側滿水,運行人員經常全開旁路門,致使加熱器處于無水位狀態,造成本級抽汽進入下一級回熱加熱器,排擠了下級抽汽量,增加了高品質蒸汽的消耗,大大降低了回熱循環的經濟性。
      另外,由于疏水器無法正常工作,導致加熱器長期處于低水位甚至無水位運行,蒸汽進入疏水管道和下級加熱器,形成蒸汽和疏水兩相流動,容積流量增加,流速增大,造成管道振動。同時,兩相流動造成疏水管道、彎頭和加熱器管沖蝕減薄,多次導致管道、加熱器泄漏事故,影響加熱器的安全運行。因此,對原機械浮球式高加疏水器改造勢在必行。
3.改造技術:
      采用新型氣液兩相流疏水器/汽液兩相流疏水調節器對3#高加疏水器進行了改造。
      3.1氣液兩相流疏水器/汽液兩相流疏水調節器工作原理及特點氣液兩相流疏水器/汽液兩相流疏水調節器是基于流體力學理論,采用汽液兩相流自平衡原理,利用汽液變化的自調節特性控制容器出口液體而設計的一種新型水位控制器。擯棄了傳統水位控制器的機械運動部件和電氣控制系統,無須外力驅動,執行機構的動力來自本級加熱器的蒸汽,所須汽量約為加熱器疏水量的3‰。疏水調節器主要由傳感器(信號管)和調節器兩部分組成。傳感器是1---加熱器;2---傳感器(信號管);3---汽閥;4---調節器;5---入口閥;6---旁路閥。一根信號管,它的作用是采集、發送加熱器水位信號(液相)和調節用汽量信號圖1輸水調節器系統原理圖(汽相),進入調節器,完成常規自動控制中測量、變送、給定值設定、偏差比較、放大運算等功能。調節器由殼體、噴嘴、擴壓段組成,噴嘴和擴壓段組成縮放型通道。疏水進入調節器后,先在噴嘴中收縮加速,來自信號管的一定量的調節汽體由喉部縫隙進入,與疏水相互作用后流出調節閥。調節閥的作用是控制出口水量,相當于常規自動控制機構的執行機構。
      其調節原理是:當加熱器水位上升時,傳感器(信號管)內水位也隨之上升,導致發送的調節汽量減少,因而通過調節器中的兩相流中的汽量減少,喉部有效通流面積增加,疏水量增加,加熱器水位隨之下降。反之亦然。
      在整個系統內存在一種動態平衡,從而實現加熱器水位的自動控制。1---殼體；2---噴嘴；3---擴壓段      3.2改造方案。調節器結構2006年8月份,利用停產檢修機會進行了改造。首先,由汽機運行人員負責關閉3#高加進汽及高加疏水至除氧器閥門,打開高加疏水排地溝閥門,將疏水系統可靠隔離并將殘留疏水排凈。由檢修人員負責將原有的疏水器及部分管閥拆除,并根據改造示意圖結合現場實際情況,安裝新型疏水閥。
3.3安裝注意事項
      3.3.1調節器安裝時,本體上所標箭頭方向應與疏水流動方向一致,水平或垂直安裝均可。
      3.3.2安裝位置的確定,安裝時應盡量靠近加熱器本體(使信號管盡量短)。
安裝入口閥前應有100mm以上的直管段。閥后可直接與調節器法蘭相連,也可有≤250mm的直管段連接。
      3.3.4調節器入口閥、旁路閥及汽閥均需用閘板閥,嚴禁使用截止閥。
      3.3.5安裝調節器前后不應有其他設備。
      3.3.6在整個安裝過程中,應清除加熱器及管道內的焊渣、雜物。
      3.3.7信號管的安裝可使用原3#高加疏水器汽平衡管路。信號管設計為Φ40mm。
      3.3.8加熱器引出信號管應加裝一汽閥,用于控制蒸汽流量。
      3.3.9信號管應盡量短,彎頭盡量少,避免壓損太大。
      3.3.10旁路管上加裝相應的閘板閥,要求閘閥必須嚴密無內漏,閘閥規格選用DN100,PN1.6。
4.運行調試:
      在最大負荷下進行調試總體要求:由汽機運行班長匯報當值值長同意,由3#機司機進行操作。若遇機組發生異常,則應停止試驗。
      4.1將入口閘閥5及汽閥3全開,旁路閥6全關,正常時應水位緩緩上升到信號管2接口處。水位穩定,說明符合運行參數,若水位較低,可進行以下操作。
      4.2緩慢關閉入口閘門5,使水位升到正常水位時,停止操作。若水位較高時,可進行以下操作。
      4.3逐漸打開旁路閥6,當水位慢慢下降到正常水位位置時,停止操作,觀察水位上下波動情況,并做適當調整。
      4.4調節特性及低負荷實驗:逐漸降低負荷到機組投高加的經濟運行最低點為止,觀察水位保持情況:如長時間無水,適量關閉旁路閥6(或入口閘閥5)至有水位,漸升至最高負荷時,水位上升不超報警上限即試驗通過,否則再做適當調整。(開旁路閥6或入口閥5,找出平衡點)4.5調試完成后,運行正常,一般啟停機不需要操作。維護簡單。
5.改造后的運行情況
      5.1加熱器水位穩定現場運行實踐表明,該疏水調節器投運后,當機組負荷在50%-100%范圍內變動時加熱器水位在100—300mm范圍內波動,并能全自動調節。而且,在一次調整到位后不再需要調整,即可隨機啟停,大大減輕了運行人員的的操作調整工作。
      5.2減少了檢修維護量由于新型疏水調節器無機械運動部件和電氣元件,采用全封閉結構,裝置密封性好。疏水器故障率大幅降低,減輕了現場檢修人員的維修工作量。
      5.3加熱器可靠性明顯提高新型疏水調節器投運后,解決了加熱器水位調整困難的問題,減少了高加泄漏次數,提高了高加投入率,同時還降低了疏水管道兩相流沖蝕爆破的危險。
      5.4提高了給水溫度,具有明顯的節能效果加熱器疏水水位的合理調整與維持,有效地提高了加熱器熱效率,同時還提高了高加投入率,使機組年平均給水溫度提高了約3.5°C,機組的回熱效率有了很大提高。
      經過近8個月的運行證明,該氣液兩相流疏水器/汽液兩相流疏水調節器運行良好,調節性能優良,很好地解決了原疏水器存在的問題。對同類型機組高加疏水器技術改造具有很好的借鑒和示范作用。