超超临界机组疏水系统优化及内漏治理

2016-12-20沈新火

设备管理与维修 2016年11期

关键词：水门截止阀内漏

沈新火

（华润电力（贺州）有限公司，广西富川542700）

超超临界机组疏水系统优化及内漏治理

沈新火

（华润电力（贺州）有限公司，广西富川542700）

大型火力发电厂汽机疏水系统常见的几种疏水阀形式，给出疏水阀运行情况的实时监视系统、判断运行中疏水门是否泄漏的方法和思路，为及时发现疏水系统缺陷，进行预防性检修提供依据。

火电厂；疏水系统优化；阀门；运行检修管理

0 前言

疏水系统作为火力发电厂生产过程中最为重要的附属热力系统之一，对机组的安全、可靠、经济、环保运行，起着重要的作用。疏水系统泄漏影响机组的安全性，热力系统的内漏在使机组经济性下降的同时，还会给凝汽器带来额外的热负荷，凝汽器热负荷每增加10%，将使低压缸排汽压力上升0.35 kPa。公司冷凝器疏水扩容器侧壁温度较高，说明热力系统内漏严重。通过一系列的阀门优化和内漏治理，汽机性能试验系统不明泄漏量由0.5%降低到0.1%，降低煤耗1.2 g/kW·h。

1 疏水系统内漏对机组经济性的影响

1000 WM机组系统内漏对

机组经济性影响见表1。

2 疏水系统优化原则和主要优化项目

表1 1000WM机组系统内漏对机组经济性的影响

（1）针对“大而全”的疏水系统，按照“去高留低”的原则，在保证主系统、主设备能够充分疏水的情况下，进行合并，以减少疏水点，减少漏点。

（2）将汽缸本体疏水（包括高调门后至高排逆止门前，中调门后至中缸排汽口前，抽汽电动门前区间的疏水）按高压缸、中压缸疏水分开，各自单独汇入1根集管直接接入凝汽器。

（3）将抽汽逆止门前疏水和抽汽电动门后疏水由原来的并联改为单独引向疏扩，保持热备用的旁路系统，在高、低旁路前的疏水电动门处加装一路的疏水旁路，机组正常运行时全关疏水电动门，全开疏水旁路门，避免疏水阀因部分开启造成阀体冲刷、损坏。即高旁前蒸汽管道向主蒸汽管倾斜，高旁后蒸汽管道向再热冷段管道倾斜，取消高旁前后疏水管路。

（4）主汽高压导气管道疏水节流后压力都不一样，但4个导汽管的疏水却接在1个母管上疏入疏扩，压力较高导气管中的主汽有一部分不停地流向压力较低的主汽管中，这部分蒸汽经流动降压后降低了做功能力，降低机组效率。可在3路至疏扩的支路增加1个电动疏水阀。

（5）高加正常疏水管及低加水侧放气中设置的几个放气门，基本不需要操作，只是增加了系统的泄漏点，可取消。

（6）7号、8号低加正常疏水门前后放水没有实际用途，全部取消，以免泄漏后影响机组真空。

（7）高压给水管道疏水门逆止门前后等设置过多的疏水门可简化为两道手动截止门。

（8）辅助蒸汽管道设置大量的管道疏水门，跟根管道的位置在最低点设置疏水点并采用等级较高的截止阀，减少系统内漏点。

（9）在只设计一道气动疏水门的疏水管道上前加装一道手动隔离门，作为气动疏水门内漏后进行手动隔离，减少疏水系统泄漏。

3 疏水阀门的选择

3.1 球阀与截止阀用做汽水系统疏放水门存在的优缺点比较（表2）

3.2 疏放水阀门选用优化

（1）目前大型火力发电厂主蒸汽、再热蒸汽管道疏水门多设计为气动球阀，球阀前设置一道手动截止阀内漏时起隔离作用，少部分电厂一、二次门均设计为截止门。抽汽等蒸汽系统疏放水门设计采用气动球阀和电动截止阀的比较没有规律，各种设置方式均有高压给水及中低压给水疏放水基本采用截止阀。应该根据系统和环境特点选用疏水阀。

（2）蒸汽及再热蒸汽参数较高，且采用P92材料的管道，内漏后对经济性影响较大。建议设计仍采用一次门手动截止门，二次门气动球阀。由于新建机组管道系统中颗粒及其他固体杂质相对较多，球阀对颗粒度适应能力较强，且关闭后密封面不易冲蚀，故球阀比较适用于投产后2～3年左右的使用环境。机组运行3年以后，管道系统清洁度较高，为避免球阀检修性差且更换工期要求较长的缺陷，在气动球阀需要检修换新时更换为质量可靠的进口截止阀。实践证明在蒸汽系统应用中，球阀使用寿命比截止阀没有明显的增加，主要因为球阀抗颗粒性能虽然较强，但球阀失效的主要原因并不是密封面损坏，而是启闭时球阀定位部件磨损，导致阀门定位失效，不能严密关闭。

表2 球阀与截止阀用做汽水系统疏放水门对比

（3）对于存在颗粒度较大的蒸汽或水系统放水门，如滤网疏放水及各系统排污门，建议使用双阀杆球阀截止门的复合阀，或者采用质量可靠的手动球阀，不建议使用截止阀。

（4）再热冷段及一、二、三抽管道疏水，可于主蒸汽疏水相同的选用方式，其他低压抽汽、辅助蒸汽、中低压给疏水门建议直接采用优质的国产截止阀，也可选用其他形式阀门，如可更换阀内件的大差压截止阀或双密封面结构的阀门。

（5）适当放大低参数疏水系统阀门的选用等级，提高可靠性。尽量避免在蒸汽系统和高温水系统使用法兰连接的疏水门，且阀芯采用锥形密封面形式，尽量不用平面密封结构的截止阀。

（6）不断探索新的工艺和新型结构阀门在疏水系统上的应用。

4 疏水阀门操作工艺及和检修管理优化

表3 主要进口疏水阀供应商调查表

4.1 疏水门运行操作优化和注意事项

（1）在小开度时两侧压差特别大，阀芯处介质流速高，对阀芯的冲刷最厉害，关断阀或全开或全关，不要在中间位运行。

（2）电动或气动疏水阀内漏时，可以将手动截止门关闭，避免长时间冲刷，检修时只需要少许研磨即可，同时也可以减少经济损失。

（3）机组启动后关闭的疏水门，过几个小时再热紧一次，有利于阀门关严。

（4）对于疏水电动门，在机组每次启动后都应对管壁温度测点或红外线测温仪测得的阀体温度进行分析，如果存在内漏应及时对气动门、电动门进行二次调整，防止阀门节流冲刷造成损坏。

（5）在汽轮机启动、停机过程中，运行人员应严格执行运行规程中对疏水阀门开启和关闭的规定，按时开启、关闭疏水阀门，严禁早开、晚关疏水门，有些疏水阀是依据蒸汽过热度开关，有些疏水阀是根据系统温度决定开关，因此对温度的测量计算要准确，并根据规定维护到位。

4.2 阀门选择及设备管理优化

（1）选择合格的供应商，表3是目前主要进口疏水阀供应商调查情况。

（2）从监视手段和管理上建立、完善缺陷的发现机制和手段。由于正常情况下疏水管道被保温层很好地包裹，阀门内漏检查靠拆保温用红外线测温仪对管壁温度进行检查，这种传统手段，受制于测量经验、反光等因素的影响，容易出现较大的测量偏差，且运行检修人员工作量较大。增设疏水实时监视系统的总体方案是：①在疏水阀前、后200 mm左右管道上加装壁温测点。为不伤及疏水管壁，不增加新的漏点，同时便于在线维护，采用卡套式测温热电偶，元件套管点焊于疏水管壁，热电偶紧帖管道外壁。②利用远程I/O技术，实现疏水温度元件的相对集中测量，既可减少补偿导线用量，降低改造费用，又方便与DCS通信，不占用DCSI/O通道。③启动后，冲车并网后疏水门关闭后，检修对疏水门关闭严密性进行检查，定期将疏水管道温度进行测温检查。如果发现阀门内漏，及时处理，避免发生阀门内漏问题。根据管壁温度判断阀门内漏的依据见表4。

4.3 新工艺新技术的应用

（1）高温、高压硬密封复合阀。一种双阀杆球阀和截止阀复合的双密封疏放水阀门。采用双重密封，一级密封在开启或关闭过程中，始终起到降压，密封作用，更重要的是同时起到了对后一级密封的保护作用。一但一级密封因某种原因受损时二级密封即刻起到对一级密封的严密保护作用，实现二重密封的相互自我保护，延长了阀门的使用寿命。缺点是阀门检修相对较困难及存在卡塞的可能性。

（2）新型双密封高温高压截止阀（图1）。单阀杆、双阀座、双密封的可更换阀内件的一种新结构高温高压疏水阀，结构特点两道密封相反保护，即使一级密封失效，另一级密封仍能严密密封，且双密封阀芯、阀座设计成独立的个体（可免切割拆卸）。阀门密封面研磨量达到极限后可整体更换阀内件。缺点是产品为专利产品，尚未得到长期的应用验证。