主再热蒸汽抽汽管道疏水系统分析
2017-09-26 10:31:29 来源：“上海水兴”ENG
主再热蒸汽抽汽管道疏水系统分析
1 引言
主再热蒸汽管道以及各抽汽管道，作为火电厂*重要的蒸汽管道，由于管道的运行方式和布置特点，在机组启停及运行过程中，蒸汽可能会遇冷凝结成水，加热器故障以及喷水减温装置故障也可能会带入水，这些疏水若不及时排出，则可能随蒸汽管道进入汽轮机汽缸。汽轮机进水是直接威胁汽轮机正常运行的恶性事故，因此合理设计主再热、抽汽管道的疏水系统，对于保证汽轮机在任何情况下都能安全运行是十分重要的。
2 主再热蒸汽、抽汽管道的疏水系统的设计
2.1 主蒸汽管道的疏水
从锅炉过热器出口至汽轮机主汽门之间的主蒸汽管道，每个低点都应设置疏水。如果主蒸汽管道是分成几路分支管接入汽轮机，每路支管和主管上都应设置疏水点。
主蒸汽管道上疏水系统用于启动及停机后一段时间内，及时排除管道内的凝结水，同时加快启动速度。主蒸汽管道一般设三个疏水点，一点位于主蒸汽主管末端靠近分支处，另两处位于汽轮机主汽阀前的支管上。
疏水管道上设置一只口径与管道一致的气动疏水阀，管道上不再设其它阀门。疏水阀出口管径大于其进口管径，气动疏水阀均设计成失气-开式。每一根疏水管道均单独接到疏水扩容器。
2.2 高温再热蒸汽管道的疏水系统
从锅炉再热器集箱出口至汽轮机中压主汽门之间的高温再热蒸汽管道，每个低位点都应疏水。在高温再热蒸汽靠近汽轮机主气门的每根支管上，应装设疏水罐，该疏水罐可不设水位调节装置。
高温再热蒸汽管道上的疏水系统，一方面再热蒸汽管道内蒸汽遇冷凝结成水，疏水系统应能及时将其排出；另外启动暖管期间，特别是热态起动期间，为加速暖管升温，也应及时将凝结水和冷蒸汽排掉。
汽机高温再热蒸汽进汽主管分支末端之前和分支后中压联合汽门前管道低点设置疏水点。
疏水管道上布置通流面积与其接管通流面积相等的气动疏水阀，每一根疏水管道单独接到疏水扩容器。
2.3 低温再热蒸汽管道的疏水系统
每根低温再热蒸汽管道的低位点应设置疏水，在靠近汽轮机侧附近的低位点应设置疏水罐。
每一根疏水管道系统由一个疏水罐，一只气动疏水阀及疏水管道组成。疏水罐设水位开关，高水位时开启气动疏水阀，该疏水阀也可以在控制室操作；疏水阀是通流面积与其相连管道通流面积相等的气动疏水阀。疏水阀设计成失气-开式。阀后管径比阀前管径大。每一根疏水管道单独接往疏水扩容器。
2.4 汽轮机抽汽管道的疏水系统
汽轮机抽汽管道在汽机启动、停机以及各种非正常运行工况下都可能积水，为免积水进入汽机，抽汽管道应有完善的疏水措施。抽汽管道上的低位点应设疏水，该疏水应单独连接至疏水扩容器（或联箱）或凝汽器。
抽汽管道的疏水点设置应根据管道和阀门布置的具体情况，在所有可能形成水袋的管道上，以及布置在U形管段底部处的阀门两侧和布置在垂直管段阀门的上侧设疏水点。这些疏水点的目的是防止在机组启动、停机以及加热器故障时有水的积聚。
每根抽汽管道气动止回阀前，电动隔离阀后均设有疏水点，各自单独接至汽机本体疏水扩容器，疏水管上一般不允许另设隔离阀与气动疏水阀串联，以免误操作，使疏水系统失效。
自四级抽汽总管接至除氧器、小汽机及辅助蒸汽联箱和辅助蒸汽系统的各供汽管道疏水点的设置，根据管道布置的具体情况而定。一般在机组起动、停机和加热器故障时有可能积水的地方，都应设置疏水点。
3 比较分析
3.1 疏水罐的选用
根据管规中管道疏水部分条文可知，在这几类疏水系统中，低温再热蒸汽管道的疏水系统明确要求使用带有高低水位接点的疏水罐，而对主蒸汽却并不要求使用疏水罐，对于高温再热蒸汽要求根据需要装设疏水罐，且疏水罐可不带水位调节装置，这是由于各管道的运行方式不同所导致的。
主蒸汽管道内蒸汽参数较高，蒸汽过热度大，一般不易遇冷凝结成水，只有在机组启动至约10%负荷时，主蒸汽管道的疏水系统才投入运行，一旦机组负荷超过10%，则疏水管路上的气动疏水阀自动关闭。
对于低温再热系统来说，其蒸汽通向多个用汽点，管道系统较复杂，加上低温再热蒸汽本身过热度较低，因此可能产生疏水的地点也较多，系统中可能潜在的水源有三处：
① 暖管、冲转期间以及停机期间形成的凝结水；
② 低温再热蒸汽管道至再热系统减温器的减温水系统故障时，未经雾化的减温水进入低温再热管道；
③ No.2高压加热器管束破裂时，可能有大量给水进入低温再热蒸汽管道。 为防止No.2高加管束破裂时，大量给水进入低温再热蒸汽管道，No.2高加设计有可靠的防止因加热器满水可能造成汽轮机进水的防护措施。
低温再热蒸汽管道上减温器的减温水系统故障时，未经雾化的减温水进入低温再热蒸汽管道，其水量是很大的。设计足以排除这种进水的庞大的疏水系统是不现实的。因此，系统中采用设置疏水罐来解决这一问题，疏水罐设有高低水位接点，同时主控室有指示信号，一旦疏水罐出现“高—高”水位信号，在控制室报警，同时打开气动疏水阀疏水，防止汽轮机进水。
对于高温再热蒸汽系统，汽轮机在启动冲转前，高温再热蒸汽管道处于凝汽器的压力下，去凝汽器的疏水仅依靠重力疏水，为便于重力疏水，疏水管道设计为疏水接管来收集疏水。此疏水接管可不带水位调节装置。
3.2 疏水管径的选取
疏水管径应该有足够的流通面积，能排尽疏水。由于再热系统管径大，管道系统复杂，蒸汽压力低，所以再热蒸汽管道的疏水管径应该比主蒸汽系统的疏水管径大一些。
抽汽管道疏水管道的布置以及疏水管道和疏水阀内径，应考虑在各种不同的运行方式下都能排出需要排出的*大疏水量，且在任何情况下管道和阀门内径均不应小于20mm，以免被污物阻塞。
所有气动疏水阀后疏水管道的管径应比阀前管道增大1-2级。以防阀后管道因疏水汽化造成流动壅塞。
3.3 疏水管道的布置
疏水管道的布置在冷、热两种工况都应有顺气流方向向终点的坡度，对依靠重力疏水或疏水压差较小的管道，其坡度越大越好。疏水管道上不应有低点或比疏水扩容器接口标高还要低的管段，如为满足补偿要求，疏水管道需要设置补偿管段，则补偿管段应位于在水平方向或垂直方向有坡度的平面内。
每根疏水管道应单独引至本体疏水扩容器，同一管道不同标高疏水接口的两根或数根疏水管道不应合并再通向本体疏水扩容器，否则较高位的疏水会阻滞较低位的疏水。同一管道压力变化较大的疏水接口的疏水管道也不应合并后再引向本体疏水扩容器，否则压力较高的疏水也会阻滞压力较低的疏水。不同管道和不同压力的管道，其疏水管道不可合并后再引向本体疏水扩容器。
疏水阀的布置应尽量靠近疏水管在本体疏水扩容器的排放端，各疏水阀宜集中布置，便于操作、维护和检修。
4 结论
1、主再热、抽汽管道的每个低点或可能产生积水点都应设置疏水，低温再热蒸汽管道由于管道系统复杂，可能产生较多的水，故须选用有高低水位接点的疏水罐，其他管道可根据需要选用。
2、再热蒸汽管道疏水管径应该大于主蒸汽疏水管径，抽汽管道疏水管道和阀门内径不得小于20mm。
3、气动疏水阀后管道口径应比阀前管道口径放大，每一根疏水管道应单独引至疏水扩容器，疏水管道应合理布置，避免出现低点或低于疏水扩容器接口标高；疏水阀应该尽量集中布置在疏水扩容器排放端。
4、为避免防止疏水阀门泄漏，造成阀芯吹损，部分工程要求在高压蒸汽管道疏水阀前加装手动截至阀，该手动阀在机组启动及正常运行过程中，应闭锁在开启状态。
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