1 000 MW机组轴封加热器水位控制的方案分析及建议

靖长财

(神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100069)

1 000 MW机组轴封加热器水位控制的方案分析及建议

靖长财

(神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100069)

针对1 000 MW机组轴封加热器的水位控制问题,采取对比和分析的方法,提出了水位控制的技改方案。根据各技改方案的优劣,最终选择了在汽轮机轴封排汽管道上设置U型紧急排水口的技改方案。通过近5年运行在某1 000 MW燃煤机组的实例,证明了水位控制装置运行的有效性,达到了技改的预期目标。

机组;轴封;加热器;故障;水位;控制;技术;方案

0 概 述

轴封加热器是汽轮机重要的辅助设备之一,若轴封加热器的水位过低,将造成水封不严,降低了汽轮机的真空度。但水位也不能过高,过高的水位不仅影响加热器换热效果,还可能造成汽轮机轴封进水,引起汽轮机端部轴封动静间隙的变化,导致碰磨,威胁汽轮机的安全运行。通过分析轴封加热器水位控制方案,提出了水位控制故障时的技术改进方案。实施技改方案后,在某1 000 MW机组上运行近5年,达到了技改的预期效果。

1 设备状况

1.1 汽轮机与系统布置

某型机组的汽轮机为超超临界参数、单轴、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机。热力循环采用八级回热抽汽系统,设有3台高压加热器(双列)、1台除氧器、4台低压加热器和1台疏水冷却器及轴封加热器。系统中还有3×50%容量的凝结水泵,2台凝结水泵运行,1台凝结水泵备用,2×50%容量的汽动给水泵和30%电动给水泵。运行方式为2台汽动给水泵运行,1台电动给水泵备用。轴封加热器是用凝结水冷却来自汽轮机的轴封排汽,排汽被凝结成水后,经过水封进入凝汽器热水井,再加以回收利用。

1.2 轴封加热器参数

轴封加热器的参数,如表1所示。

表1 轴封加热器的参数

2 轴封加热器水位控制的技术方案

汽轮机轴封加热器的连接,如图1所示。

图1 汽轮机轴封加热器的连接

2.1 正常水位的控制

机组正常运行时,轴封加热器利用水封控制水位,由辅助水封出口门微调水位。轴封加热器水位由低水位计和远传水位报警器进行监测,水位升高至报警值时,DCS系统的报警窗自动跳出报警,即时提醒运行人员作出调整和查明低水位的原因。

当机组A级检修时,需对系统进行水压试验,因电机普遍采用了变频技术,所以,检修期间的水压试验压力,应按照设计工作压力进行,以检验轴封加热器的密封性。

2.2 故障时的水位控制

汽轮机轴封加热器发生故障,虽然是小概率事件,但也有发生。较为常见的是轴封加热器管板与管子连接处泄漏、钢管泄漏等故障现象。若加热器水位急剧升高,需快速排水,以防止水进入汽轮机的端部轴封。

轴封加热器的紧急疏水量和排放方式,参照了低压加热器排放方式。低压加热器紧急疏水的排放管径与低压加热器正常疏水的管径相同。据此,轴封加热器疏水正常疏水管的直径选为89 mm,考虑汽轮机轴封排汽无逆止阀,一旦进水危害更大,因此,在选择紧急疏水排放管道的直径时,需充分考虑裕量。

(1)依靠轴封加热器水封排水。依靠轴封加热器正常水封排水管(Ø89×4 mm),对于轴封加热器泄漏等增加的疏水量,将会因疏水管和水封通流量的限制,不能及时将水排出。

(2)在轴封加热器水封入口处,设置紧急排水管。如果设置类似低压加热器危急疏水阀,当疏水阀开启后,因轴封加热器的轴流风机与大气连通,易造成汽轮机的真空度急剧下降,如此技改方案不可行。技改方案的设置,如图1中所示的虚线部分。

(3)轴封加热器切断水源方式。如利用现有的轴封加热器水侧出入口处的电动门和旁路电动门切换水源,电动门在关闭和开启时,切换的时间较长,很难在较短时间内截断水源。

(4)在轴封排汽管道上设置紧急排水口。仅依靠轴封排汽危急排水管(Ø219×6×500 mm)进行排水,水封高度为500 mm,如图1所示。这样,可将水快速排至凝汽器泵坑,具有结构简单可靠的特点,并能防止水进入汽轮机的端部轴封。

2.3 控制水位的技术方案

分析了各种故障时紧急水位的控制方法,对轴封加热器的水位控制,推荐采用在汽轮机轴封排汽管道上设置紧急U型排水管方案,结构较为简单,且比较经济,可作为优先选择的设计方案。

3 结 语

通过对某1 000 MW机组轴封加热器加装水位控制装置,在该机组上运行了近5年,达到了技改的预期目标。对于早期投产的发电机组,建议采取在汽轮机轴封排汽管道上设置U型紧急排水口的技术方案,以确保汽轮机的安全运行。

参开文献:

[1]广东国华粤电台山发电有限公司.1 000 MW机组集控运行规程[D].2014.

[2]许乃同.大型汽轮机组的轴封加热器及热力系统[J].华中电力, 1997(1):1-6.

Scheme Analysis and Suggestion for Water Level Control of Shaft Seal Heater in 1 000 MW Unit

JING Chang-cai
(Shenhua Guohua(Beijing)Electric Power Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100069,China)

Aiming at the problem of water level control of shaft seal heater in 1 000 MW unit,a method of water level control is put forward by means of comparison and analysis.According to the advantages and disadvantages of each technical transformation plan,the technical scheme of U type emergency drain is set up on the shaft seal steam pipe of the steam turbine.Through an example of a 1 000 MW coal-fired unit running in the last 5 years,the effectiveness of the water level control device has been proved,and the expected goal of technical transformation has been achieved. Key words:unit;shaft seal;heater;water level;control;technology;scheme

TK264.1

A

1672-0210(2017)02-0039-02

2016-09-27

靖长财:(1962-),男,大学本科,高级工程师,就职于神华国华(北京)电力研究院有限公司,从事发电技术方面的管理工作。