汽轮机低压加热器中汽◆液两相流疏水器使用问题分析
汽轮机低压加热器中汽液两相流疏水〓器使用问题分析，分析目前国内300MW汽轮机末两级低压加热器疏水不畅现象产生的原因，提出解决方★案，并按等效热降法核算ω 其改造后经济性情况。
目前300MW汽轮机普遍存在末两级低压加热器(通常称为#7#8低加)疏水不畅，必须开启危急疏水才能保证低加水位的现象。部分机『组情况略好，7,#8低加危急疏水只需部分开启即可运行；但有些机组必须全开危急疏水，从运行情况看，正常疏水流量很小；有些机组由于低』加水位不准确，运行人员强制开启危急疏水，导致危急疏水温度很高，甚至已经是汽水混∮流。
7,8低加危急疏水开启运○行必然导致七、八段抽汽流量增加，不利于机组的经济性。而疏水不畅或汽水混流，均能导致#7#8低加满水至低压缸，危及机组主设备安全。
1原因分析
某厂生产的N300-16.7/537/537-7型亚临界、一次中间再热、两缸两≡排汽、单轴︾凝汽式汽轮机，设计低加疏水采用逐级自流方式。以该机组低加运行情况为例进行分析。
1.1汽液两相流疏¤水器低加水位控制问题
造成低加危急疏水汽水混流的主要原因是由于#7#8低加水位显△示不正常，解决这一问题的关键是对低加水位计和水位开关进行校」验，使水〒位计和水位开关能正常运行，确保运行人员可通过危急疏ㄨ水调整门调整低◥加水位，保证不◤出现低加满水现象，避免危急疏水汽水混流和水击现象。
1.2低加疏水压差低
7#8低加正常疏水不畅，是由热力系统设计、管道设计、设备安装、设备运行等原因引＠ 起的。其主要原因在于七、八段抽汽№压差较小，导致疏水压差较▆低，同时和#5,#6低加相比，疏水流量较大所∏致。其疏水压差(采用抽汽↑压差代替)和疏水流设计低加疏水采用逐级自流方式。以该机组低加运行情况为例进行分析。
1.1低加水位控制问题
造成低加危急疏水汽水混流的主要原因是由于#7#8低加水位显示不正常，解决这一问题的关键是对低加水位计和水位开关进行校验，使水位计和水位开关能正常运行，确保运行人员可通过危急疏水调整门调整低加水位，保证不出现低加满水现象，避免危急疏水汽水混流和水击现象。
1.2低加疏水压差低
7#8低加正常疏水不畅，是由热力系统设计、管道设计、设备安装、设备运行等原因引起的。其主要原因在于七、八段⊙抽汽压差较小，导致疏水☆压差较低，同时和#5,#6低加相比，疏水流量较大所致。其疏水压差(采用抽汽压差代替)和疏水流量在额定工况的设计值见表1。
表1额定工况低加设计参数
名称 疏水压差/kPa 疏水流量/t·h-1
#5低加至#6低加 207 25.649
#6低加至#7低加 122 48.909
#7低加至#8低加 73 73.15
#8低加至凝汽器 57.6 124.268
由表1可知，汽液两○相流疏水器抽汽压力越低的加热器疏水压差越小，然而疏水流量却越大，因此，从热力系统设计值看就容◆易发生疏水不畅。
从实际运→行情况看，由于低压缸运行状况、低压缸〗排汽真空随循环水温度变化，往往导致七、八段抽汽压力偏离设计值，而且由于七、八段抽汽压力较低，其相对变化量可能较大。七、八段抽汽压力︻偏离设计值可能对低加¤疏水不利。
1.3汽液两相流疏水器安装不合理
7#8低加安装在∑同一个壳体内，#7低加正常疏水从低加底部引出，至少需要经过3个弯头才能引至#8低加。如果现场安装条件不好，可能需要增加疏水管道长卐度和弯头，增加了管道阻力，不利于低加疏水的畅通。#7低加疏水管道▲安装的时候受现场条件制约，弯至#7,#8低加上方，再弯下来进♀入#8低加(见图1)。这种安装方式对低加疏水是非常不利的。从300MW机组设计参数看，七、八段抽汽压差仅73kPa,换算成水柱约为7.3mH?O。要克服管道高差的影响，可能只有30～40kPa的压差将疏水送入#8低加，很难满足疏水流量的要求，导致疏水不畅▃。如果疏水管道◥高于7,8低加较多，同时七、八段抽汽压差偏低设计值较远，正常疏水可能无法流动。即↓便考虑采用虹吸，也需要疏水先充满管道，在运行中难以实现。
(a)改造前(b)改造后
图1汽液两相流疏水器疏水管道的的安装方式
2对策
从以上分析知，七、八段抽汽压⊙差太小和正常疏水管道布置不合理是造成#7#8低加疏水不畅的主々要原因。汽液两相流疏水器解决该问∮题的对策如下：
1)校核低加水位计，保证低加水位计量准确可靠。保证低加不会满水至低压缸，同时可以保证低加危急疏水管道不至于发生汽水混流和水击。由于避免了蒸汽直接从危急疏水漏入凝汽器，有利于经济性，但低加㊣水位出现高Ⅱ值时#7#8低加危急疏水可能仍然需要开启运行。
2)改造低加疏水管道，尽量减少管道弯头和管☉道长度或增加管道通流面积，疏水管道降至#8低加疏水口的水平高度以下，以降低管道阻力。这样可以增加低加疏水通流能力，但当七、八段抽汽压差较小仍有低加疏水】不畅的问题。
该方法适用于#7,8低加危急疏水改造前运△行时开度较小的机组。当改造前运◥行的危急疏水开度很大，改造后低加疏水有所改善№，但不能完全解决问题。一旦低压缸运行状况发生变化或低压缸排汽压力变化较大，引起七、八段抽汽压差减小，低加正常疏水不畅，导致危急疏水需要开启。
3)可以采用︼增加汽液两相流疏水器将#7低加疏水⊙打至#7低加出口。汽液两相流疏水器采用变频方式自动控制，保证低加水位正常。由于汽液〖两相流疏水器较小，增加变频汽液两相流疏水器投资并不大。七、八段抽汽压差不再作为#7低加疏水动力，因此不需要考虑低压缸及排汽真空变化对疏水的影响。由于#7低加汽液两相〗流疏水器至#7低加出口，#8低加的疏水流量大大降低，从而保证了#8低加疏水可以正常自流至凝汽∩器。
3采用汽液两相流疏水器改造的经济性核算
按等效热降法分析，七段抽汽和上级疏水在#7低加的放热量可分为2部分，1部分为抽汽焓、上级疏水焓至#7低加饱和水焓；2部分为#7低加饱和◢水焓至#7低加＠ 正常疏水焓。如果#7低加逐级自流至#8低加，这2部分热量都将ζ被利用于#7低加。如果#7低加疏水端差增☆加，则热量将有一部分被利用于#8低加，从而ξ 引起熵增，对机组经济性不利。
如果采用增加汽液两相流疏水器的方式，取水口一是从正常疏水管道上取水，二是从危急疏水管道上取水。这样1部分热量都将ζ被利用于#7低加。2部分〓热量则不同，如果从正常疏水管道上取水，这部分热量被利用『于#7低加；而从危急疏水管道上取水，热量将被利用于#6低加，因此，汽液两相流疏水器的取水口好在#7低加的危急疏水管道上。这也是→采用汽液两相流疏水器的加热器全部不设疏水冷却段的≡原因。
以300MW机组为例，按设计热平衡图和等效热降法计算，如果#7低加疏水由正常疏水全部改走危急疏水，且危急疏水温度为ω 进汽压力下的饱和温度，热耗率将比设计值增加约18.7kJ/kWh,折合供电煤耗约0.75g/kWh。如果从正常疏水取水后泵至#7低加出口，热耗率将比设计值降低2.3kJ/kWh;如果从危急疏水取水打至#7低加出口，热耗率将比〇设计值低4.2kJ/kWh。由以上计算看，如果#7,#8低加※疏水能够逐级自流，考虑到汽液两相流疏水器的成本、用电量以及运行维▲护，不采用汽液两相流疏水器是合理的，但是，如果疏水完全不能逐级自流，增加汽液两相流疏水器后热耗率将下降4.2+18.7=22.9kJ/kWh,折合供电煤耗约0.916g/kWh,扣除汽液两相流疏水器的耗电，供电煤耗将下降约0.85g/kWh。
以上计算中危急疏水温度采↙用进汽压力对应的▂饱和温度，且#7低加疏水全部走危急疏水。如果#7低加有←部分疏水通过正常疏水流动，其改造经济性将有所下【降；如果#7低加疏水全部走危急疏水且存在汽水混流现象，其改造经济性还将上升。
300MW汽轮机末两级低压加热器疏水不畅主要是由于设计疏水压差较小，且疏＠水流量较大引起的。另外，部分机组疏水管径较小、管道安装不合理也是一个重要原因。对问题较轻微的」机组，可采用调整々疏水管径、减少疏水管道弯头和长度的方式进行改造；对一些←问题较严重的机组建议采用加装汽液两相流疏水器的方式进行改造，可以彻底解决此问题，有利于机组的节能降耗。
