李山林

摘 要：電廠蒸汽管道疏水系統(tǒng)設置的合理性對機組運行的安全性和經濟性尤為重要。本文針對某電廠原設計的輔助蒸汽系統(tǒng)疏水管道進行優(yōu)化，提出根據疏水參數(shù)、疏水類型、運行工況、系統(tǒng)功能等方面綜合考慮以確定各疏水流向，來說明電廠中普遍存在疏水設置的問題。

關鍵詞：汽機房;輔汽系統(tǒng);疏水流向;方案優(yōu)化

引言

疏水系統(tǒng)是整個電站熱力系統(tǒng)的一個重要組成部分，直接關系著機組運行的安全性和經濟性。如果疏水系統(tǒng)不能正常操作與合理使用，將會使汽輪機本體及管道不能正常疏水，造成汽輪機汽缸進水而引起轉子彎曲及動靜部分摩擦，蒸汽管道在投入時也會因水沖擊產生較大震動，造成設備損壞等惡性事故。疏水回收經過處理可以繼續(xù)使用，參數(shù)較高的疏水可以先回收熱能，再處理作為除鹽水使用。所以疏水系統(tǒng)不但要設計合理，保證系統(tǒng)疏水暢通，而且在運行中又要正確地操作，這是機組安全運行的基本保障。對于疏水的研究，此前多偏重于疏水的設置合理性以及根據疏水參數(shù)來確定其排入情況，而忽視了疏水排向的研究，對機組的安全穩(wěn)定運行存有隱患。

1 蒸汽管道疏水類型及設置要求

疏水是蒸汽在管道內因為壓力、溫度下降而產生的凝結水。疏水應及時排放，否則不僅吸收管內蒸汽熱量、影響蒸汽流動，嚴重的將會產生水擊現(xiàn)象，造成嚴重后果。

疏水種類繁多，按不同標準有不同的劃分方式。運行中的首要原則是“按時疏水”，即：各種疏水隨著機組的啟停、負荷的增減按時開啟及關閉。按疏水時間和工況不同，疏水可分為自由疏水（也稱停機放水）、啟動疏水（暫時）和經常疏水（運行中）。這里以此劃分介紹疏水系統(tǒng)的合理設置。自由疏水一般是鍋爐點火后機組啟動暖管前開啟，其主要是上次機組啟停后存留管中的凝結水，多排至地溝或無壓放水管;啟動疏水一般在機組啟動前開啟，排除暖管及機組低負荷時的疏水，此時管道內有一定的蒸汽壓力，而且疏水量也比較大，所有可能積水而又需要及時疏出的低位點均需設置啟動疏水，同時，在裝設經常疏水裝置處也應裝設啟動疏水;經常疏水一般在機組正常運行時開啟，蒸汽管道正常工作壓力下，在蒸汽過熱度偏低處將含有水分的蒸汽排掉，防止疏水聚集后引發(fā)事故，多設置于經常處于熱備用狀態(tài)的設備進汽管段的低位點和蒸汽不經常流通的管道死端。電站汽機房內的蒸汽管道主要集中在主汽及再熱系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)、輔汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)和汽機本體系統(tǒng)中。

2 電站管道優(yōu)化設計研究

電站管道優(yōu)化是在已知參數(shù)的條件下，如何去更好的做好管道的設計，為管道設計獲得更好的優(yōu)化方法和理論。最優(yōu)化設計方法可以根據管道設計實際問題，依據影響到電站管道設計的各個參數(shù)，建立相應的數(shù)學模型，再對建立好數(shù)學模型進行分析，得到適合的求解方法，通過將方法輸入到計算機中，利用計算機計算的方法得到優(yōu)化的解?，F(xiàn)階段在電站管道的設計方面，電站管道輸送的流體力學和熱力學模型已經有很多，而且基本上可以滿足現(xiàn)有物質輸送的設計要求，但是如果只注重水力和熱力兩個方面的影響，還是不夠的，還要考慮電站管道輸送經濟性問題。在輸送總量一定的條件下，管道設計可以存在多個輸送和設計方案，如何在這些方案中，尋求最為經濟有效的方案，就需要開展考慮到經濟性條件下管道的優(yōu)化設計研究。將實際的電站管道問題化為抽象的數(shù)學模型，數(shù)學模型建立的準確與否，直接關系到求解結果的有效性和準確性。為了最為經濟有效的完成既定的輸送任務，需要對電站管道輸送的成本費用分析，將電站管道在建設中用到成本，和電站管道在輸送過程中用到的成本相加，以它們兩者之和作為電站管道數(shù)學模型的目標函數(shù)，建立考慮經濟性條件下的電站管道輸送的數(shù)學模型。

3 對某電廠輔汽系統(tǒng)疏水管道的優(yōu)化

3.1 輔汽聯(lián)箱安全閥排汽管道（N1口接管）閥后疏水接至無壓放水母管，經優(yōu)化，取消疏水管道上的關斷閥。安全閥只在特殊工況起跳時，排汽末端及疏水末端均為大氣壓，即兩路壓差相同，而由于疏水管道同排汽管道的管徑相差較大，疏水管道較排汽管道阻力大很多，排汽不會從疏水側漏斗排出，即疏水管道只會在安全閥回座時排放母管的疏水。故可取消疏水管路上的關斷閥。另，此處疏水不可接入擴容器，因為疏水擴容器為負壓，接入后將影響凝汽器真空。

3.2 輔汽聯(lián)箱本體疏放水管道（N5口接管）分自由疏水、啟動疏水和經常疏水三路，優(yōu)化前將啟動疏水和經常疏水合并后引至擴容器，自由疏水單獨引至無壓放水。機組正常運行時的經常疏水排至疏水擴容器沒有問題，而考慮啟動疏水去向時得綜合考慮機組的啟停過程，機組啟動時輔汽系統(tǒng)需首先啟動，此時軸封系統(tǒng)尚未投運，即凝汽器尚未建立真空，不能向凝汽器疏水，故此時的啟動疏水只能排放至有壓放水母管?！峨姀S動力管道設計規(guī)范》（GB50761-2012）出于簡化系統(tǒng)的考慮，建議將自由疏水和啟動疏水合并（其余管路的自由疏水均取消），故優(yōu)化后的疏水只保留啟動疏水和經常疏水，分別排至無壓放水母管和擴容器。

3.3 輔汽至除氧器管道（N3口接管）疏水為常規(guī)設置，經常疏水和啟動疏水合并后排至疏水擴容器。由于輔汽供除氧器前，軸封系統(tǒng)已經投運，故可將經常疏水和啟動疏水均排至凝汽器擴容器。

3.4 冷段供輔汽（N2口接管）管道優(yōu)化前在氣動關斷閥與止回閥間設置疏水點。由于冷段供聯(lián)箱管道只在機組低負荷時動作，機組正常運行時氣動關斷閥為關閉狀態(tài)，且由于止回閥的結構特性，在氣動關斷閥與止回閥間形成了低位點，需要設置疏水。從整個系統(tǒng)考慮，冷段供輔汽接出點為冷段止回閥后，且氣動關斷閥為關斷狀態(tài)，已充分保證了汽機的安全，故優(yōu)化后取消該管道上的止回閥，即取消低位點的同時可取消疏水點。

3.5 輔汽聯(lián)絡管（N4口接管）優(yōu)化前將經常疏水和啟動疏水合并后排至疏水擴容器，即只考慮了單臺機組的運行情況，未從兩臺機組的啟停工況充分考慮。由于輔汽聯(lián)箱互為熱備用，以1#投運，2#停運為例，此時閥A開，閥B關。由于2#停運，2#的凝汽器為停運狀態(tài)，故靠近閥B的疏水接至2#的凝汽器擴容器后會對擴容器造成損壞。優(yōu)化后，將啟動疏水和經常疏水均改為排至各自機組的有壓放水母管。

4 結束語

蒸汽管道的自由疏水可以同啟動疏水合并，無需再單獨設置。安全閥后疏水管由于管徑較母管相差很多，從阻力比的角度可無需在疏水管道上再設置關斷閥。在滿足規(guī)程的前提下疏水點應盡可能少設置，可通過優(yōu)化系統(tǒng)減少疏水點，既簡化系統(tǒng)又節(jié)約投資。

參考文獻

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