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汽液两相流自调节液位控制阀在电厂中的应用

发布时间:2019-11-13 浏览量:11

汽液两相流自调节液位控制阀在电厂中的应用
    1 问题的提出
      宏伟热电厂2#机原低加疏水系统运行很不正常,尤其两台低加疏水泵,损坏频繁,有时同时出现故障,对安全生产及经济运行影响很大,如图1示:                                    


       原系统设计要求3#低压加热器疏水经疏水调节门分两路,一路直接通往2#机凝汽器,另一路疏水导入2#低压加热器,会同2#低压加热器疏水经低加疏水泵送至高压除氧器,而1#低压加热器的疏水直接导人凝汽器热水井中,该系统在运行调整中经常出现问题,突出表现在以下几个方面:
      (1)通常情况下,2#、3#低压加热器的疏水要靠低加疏水泵送至高压除氧器,疏水量由低加疏水泵的出口调节门控制,当调节门节流量大时,泵的出口压力高,经常会造成出口段各池漏点漏泄,加热器汽侧水位升高影响加热器的换热效率;当低加疏水泵出口调节门节流量小时,将会造成加热器汽侧水位低或无水位运行,使低加疏水泵汽化,造成疏水泵损坏。
      (2)由于低加疏水泵出口调整门是电动机械传动,线性度不好,调节系统滞后,调节品质差,不能实现该系统自动调节,其运行的稳定性、可靠性没有保障,造成疏水泵轴向串动大,电流晃动大,轴承经常性损坏,疏水管道振动频繁,严重时会造成疏水泵出、人口段与泵体断裂,增大了维护工作量。
      (3)由于该低加疏水系统不能实现自调节,实际运行中的水位难以控制,运行人员操作频繁,影响该系统及整个机组的安全平稳运行。

      2 应用汽液两相流自调节液位控制阀的可行性
      鉴于以上原因,对低加疏水系统进行了认真的分析,明确了由于低加疏水水位波动大、自调节能力差是造成低加疏水泵损坏频繁的主要原因。通过对低加疏水系统的综合分析认为,该系统必须能够将低压加热器汽侧的疏水顺利的导出,保证低压加热器的安全、经济运行,同时又要保证运行中的加热器汽侧保持一定的水位。这就要求该系统要有进行水位自调节的设备,且该设备具有良好的自调节能力,可根据低压加热器水位的高低实现自动调节。根据该加热器设备厂家提供的资料。3#低加蒸汽入口压力为0.42MPa,2#低加蒸汽入口压力为0.14MPa,均为正压,其疏水也为正压,1#低加蒸汽入口压力为0.067MPa,均高于凝汽器的正常工作压力-0.092~-0.096MPa,从理论上疏水可以导至凝汽器,但需加装疏水器防止蒸汽进入凝汽器。
      由于传统的浮球式、汽动式、电动式疏水器自调节能力差,灵敏度低。不能保证加热器水位在一个稳定的范围内自动调节,因此不适于用于低压加热器疏水调节,通过对“汽液两相流自调节液位控制阀”工作原理的分析我们发现。该控制阀采用“汽液两相流”原理,可自动调节加热器出口液体的流量,从而使加热器达到相对稳定的液位。如图2所示:

 
      当加热器液位较低时,疏水由疏水阀入口进入,调节汽由进汽口进入阀体,在阀体内部疏水与调节汽混合,一同流向阀体的喉部,由于阀体喉部的截面积不变,疏水的有效通流面积将相应减少,使疏水水量降低,从而达到阻碍疏水的作用。而当加热器水位较高时,调节汽入口管充满疏水,不能阻碍疏水的正常导出,使加热器水位迅速降低,保证了加热器在规定的范围内自动调节。

 
      如图3所示,该疏水阀的优点就是利用加热器本身的水位信号作为反馈信号,实现对疏水量的自动调节,从而保证加热器水位在设定的范围内变化,同时该控制阀不需要电力驱动,在保证安全生产经济运行的同时,节约了大量的人力、物力和电能。因此,我们认为在2#机低加疏水系统中加“汽液两相流自调节液位控制阀”,完全可以实现对低压加热器水位的高低实现自动调节。

      3 低加疏水系统的自调节控制的实现
      应用“汽液两相流自调节液位控制阀”对低加疏水系统进行改造,需要对原有的低压加热器疏水系统进行完善,以满足“汽液两相流自调节液位控制阀”的工作需要,同时使低加疏水系统更趋合理。取消了低加疏水系统原有的2台低加疏水泵、疏水调节门及部分疏水管路,加装了低加水位信号管、汽液两相流自调节液位控制阀,对低加疏水管路进行部分更改,为保证系统的平稳运行及事故状态下的在线检修,在低加疏水系统中还加装了旁路系统,经过改造后的低加疏水系统在投入运行后自调节能力可靠,低压加热器疏水水位在设定的范围内实现自动调节,整个低加疏水系统运行平稳。
      4 经济效益分析
      (1)原疏水系统的疏水泵在运行过程中经常会出现汽化,严重损坏疏水泵的工况,维护量非常大,检修费用高,浪费了大量的人力、物力、财力,该为汽液两相流白调节控制后,保证了低压加热器的正常运行,且工作稳定可靠,2002年4月系统改造后至2002年11月,没有出现一次维护,大大减少了检修工作量和维护费用,预计年可节约维护费5×104元。
      (2)原两台低加疏水泵电机为22kW,机组的年运行小时数在7500h左右,机组运行时按只运行一只疏水泵计算,年可节约电量165000kW,折合人民币6×104元。
      (3)低加疏水系统改为汽液两相流自调节控制后,减少了现场的泡、冒、滴、漏,提高了低压加热器的投入率,提高机组运行的经济性和可靠性。

 


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