摘要:某电厂670MW机组#6低加长期存在疏水不畅的问题,当负荷低于480MW时,#6低加正常疏水管路不能及时将疏水排出,需要手动开启#6低加危急疏水调门进行疏水,影响了机组的安全和经济运行。造成#6低加疏水不畅的主要原因是,#6低加与#7A、#7B低加汽侧压差较小,疏水管路过长,沿程阻力过大。针对该问题,提出两种改造方案,通过对两种方案进行分析,选择了通过优化系统管路、阀门等布置改进#6低加疏水不畅问题的方案。
关键词:低加疏水;疏水不畅;沿程阻力
1 概述
某电厂670MW机组低加系统共四台低压加热器,全部由上海动力设备有限公司提供,形式为卧式,双流程表面式。加热器疏水采取逐级自流方式,#5低加疏水→#6低加→#7A、#7B低加→#8A、#8B低加→低、高压凝汽器。按照设计,机组 在正常工况下运行时,#6低加正常疏水阀开度应在50%-75%之间调节,当出现低加疏水异常时,#6低加危机疏水调门开启。在实际运行过程中,该机组在负荷低于480MW时,#6低加正常疏水调门开度达到100%,同时需要手动开启#6低加危 机疏水阀门,疏水直接排到凝汽器,致使冷源损失增加,回热系统效率降低,同时加热器运行的稳定性下降。
2 原因分析
某电厂670MW机组低加系统疏水采取逐级自流的方式,低加疏水量逐级增加,设计压差不够,当机组负荷低于480MW时, #6低加与#7A、#7B低加汽侧压差小于53.6kPa。加热器之间疏水的压降分配主要有壳侧压降、管路沿程阻力、阀门局部阻力和疏水
水位差组成。疏水管路及阀门布置是否合理将会直接影响到加热器疏水是否通畅。现场#6低加正常疏水管道布置图见 附图一,疏水管道从#7A、#7B低加西侧(远端)上部接入,疏水管路总长度约47米,管路弯头12个,阀门6只,疏水管道最低点与最高点的高度差为6.5米,极大地增加了疏水的沿程阻力。在低负荷情况下,#6与#7A、#7B低加疏水压差不足以克服过大的沿程阻力,这是造成#6低加正常疏水不畅的主要原因。#6低加正常疏水引出管处在疏水冷却段较高位置,也 增加了疏水难度。
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附图一:#6低加正常疏水管道布置图
3改造方案
针对#3机组#6低加疏水不畅问题产生的原因,从提高疏水压力和减少沿程阻力两个方面入手,提出了解决方案。
方案一:将#3机组#6低加疏水管道从#7A低加和#7B低加东侧封头位置(近端)接入,接入位置的高度与#7A、#7B低加东侧封头中心线相同,去除原#6低加正常疏水调门前截门和旁路门,降低不必要的沿程损失。改造后,#6低加正常疏水管道长度将减少约11米,弯头数量减少4个,疏水管道最低点和最高点的高度差减小约2.3米,改造后管道布置如附图二所示。
附图二:方案一#6低加正常疏水改造后布置图
改造后减少管道的沿程损失计算公式为:
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其中,1.15为安全系数,经查表可知,疏水平均流速w取值为1~2m/s,弯头当量长度ld=7m,疏水管径为φ273*9,按绝对 粗糙度K=0.2mm,查表得,λ=0.019,代入公式计算得管道沿程损失可减少25~30kPa。
方案二:改变#6低加正常疏水的疏水方式,采用加装疏水泵和外置式疏水冷却器的方式将疏水管道直接接至#6低加水侧出口,原#6低加至#7A、#7B低加正常疏水管道割除并封堵。改造示意图见附图三。改造后#6低加疏水经过冷却器冷却后通过疏水泵直接排至#6低加水侧出口管道。

附图三:方案二#6低加正常疏水改造前后布置图
通过对方案一、方案二经济性及可操作性进行分析,方案一改造施工简单,管道、阀门基本都采用原有材料,改造费用低,改造后运行操作方式与改造前无变化,并且无需增加维护费用。但是,方案一虽然能够对#6低加疏水不畅问题进行 一定改善,但是不能彻底解决疏水压力不足的问题,不能完全解决该问题;方案二原理上可以适用于任何工况,能够彻底解决#3机组#6低加疏水不畅的问题。但是前期投资较大,增加设备维护成本,现有场地空间不足,安装新增加设备存在一定的困难,同时需要改变运行操作方式,对后期人员培训带来一定的工作。经过论证,某电厂在解决670MW机组 #6低加低负荷下疏水不畅问题时,考虑到现场实际安装环境和施工材料采取了方案一。
4 处理效果
某电厂670MW机组#6低加疏水管道改造采用方案一,共计花费人工费、材料费0.75万元,改造后每年可回收余热 9.41×1012J,按照50元/GJ计算每年可节约4.7万元。改造后,机组在380MW以上负荷运行时,#6低加疏水能正常流至#7A、#7B低加,但由于#6低加与#7A、#7B低加疏水压差设计值偏小,不能完全克服疏水管道沿程阻力,机组在380MW以下负荷运行时,仍存在#6低加疏水不畅的问题。鉴于机组在低于380MW负荷以下运行时间较少,相比改造前机组频繁出现因 #6低加疏水不畅导致危急疏水调门开启的情况,改善效果明显。
5 结语
某电厂670MW机组#6低加疏水改造,很大程度上改善了机组低负荷情况下,#6低加疏水不畅的问题,改造具有切实可行性,有效减少了冷源损失,提高了低加系统运行稳定性。本次处理过程对以后同类型问题的处理有着很好的借鉴意义。
参考文献
[1]王国清.汽轮机设备运行[J].中国电力出版社,2003年.