汽輪機(jī)本體輸水系統(tǒng)疏水?dāng)U容器課程設(shè)計(jì)

1、 熱力發(fā)電廠汽輪機(jī)疏水?dāng)U容器一 汽輪機(jī)疏水?dāng)U容器的介紹一、汽輪機(jī)疏水?dāng)U容器的功能.疏水?dāng)U容器是將壓力疏水管路中的疏水進(jìn)行擴(kuò)容降壓，分離出蒸汽和疏水，將蒸汽引入換熱器或除氧器中，充分利用其熱能，而疏水則被引入疏水箱中定期送入給水系統(tǒng)。主要是降低壓力，如果高壓蒸汽直接進(jìn)入凝汽器，容易引起凝汽器超壓，通過(guò)它可以降低壓力，避免超壓，同時(shí)里面還有減溫裝置，可以降低溫度。本疏水?dāng)U容器由兩只16m 的矩形容器組成，一只主要接納汽輪機(jī)本體及管道疏水，另一只主要接納高加事故疏水、除氧器溢流疏水等。疏水進(jìn)入擴(kuò)容器后，經(jīng)消能裝置，并在擴(kuò)容器巨大空間內(nèi)閃蒸擴(kuò)容、噴水減溫，使其能級(jí)降至凝汽器允許值，消能后的蒸汽和水分別

2、排入凝汽器喉部和熱井內(nèi)，既保證了機(jī)組及管道疏水暢通，又確保凝汽器的內(nèi)部零件不被損壞，還能回收汽輪機(jī)工質(zhì)。疏水?dāng)U容器用于較高壓力和溫度疏水管路中的疏水?dāng)U容。經(jīng)疏水?dāng)U容器分離出的蒸汽被引入熱交換器或除氧器，而分離出的疏水則被引入疏水箱，然后送入鍋爐的給水系統(tǒng)。二、結(jié)構(gòu)與工作原理疏水?dāng)U容器采用全焊結(jié)構(gòu)，由殼體、疏水接管、噴水管、緩沖板、波形膨脹節(jié)等零部件組焊而成。噴水管上的噴嘴采用進(jìn)口噴嘴，使其噴出的凝結(jié)水更均勻，霧化效果達(dá)到最好。為便于電站的安裝布置，疏水?dāng)U容器的外形設(shè)計(jì)為矩形結(jié)構(gòu)，布置在高壓凝汽器側(cè)和低壓凝汽器側(cè)。由于疏水管的布置位置、疏水量和其它電站輔機(jī)設(shè)備的布置及疏水要求限制，兩臺(tái)疏水?dāng)U容器

3、各接口管的尺寸并不完全相同，機(jī)組各處疏水經(jīng)疏水管道排入到相應(yīng)的疏水母管，通過(guò)疏水?dāng)U容器上的疏水接管進(jìn)入疏水?dāng)U容器。在各疏水接管上設(shè)有一定數(shù)量的噴孔，對(duì)疏水進(jìn)入擴(kuò)容器具有進(jìn)一步的降壓消能作用。冷卻水(凝結(jié)水)通過(guò)噴水管上的噴嘴從擴(kuò)容器上部噴入，使擴(kuò)容器內(nèi)的閃蒸蒸汽溫度迅速降低并凝結(jié)，增加了疏水?dāng)U容器的擴(kuò)容能力。殼體內(nèi)還設(shè)置了支撐桿、肋板，用以增強(qiáng)擴(kuò)容器的剛性。在疏水?dāng)U容器的汽、水排出口設(shè)置緩沖板，以防止擴(kuò)容器內(nèi)的蒸汽和凝結(jié)水直接沖擊到凝汽器內(nèi)的部件影響到凝汽器的正常運(yùn)行。疏水?dāng)U容器上設(shè)有檢修人孔門(mén)，用以對(duì)擴(kuò)容器進(jìn)行維護(hù)、清理等。機(jī)械式（自由浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式）疏水器是利用浮力原理開(kāi)關(guān)的

4、。可以自動(dòng)辨別汽、水，常用于需連續(xù)排水、流量較大、排出的水進(jìn)行收集后再利用。其中杠桿浮球疏水器和倒吊桶式疏水器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自由浮球式疏水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不漏汽，一般用于管線疏水或設(shè)備疏水；熱動(dòng)力式（圓盤(pán)式、脈沖式）疏水器是利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，汽體轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的壓降來(lái)開(kāi)關(guān)閥門(mén)的。用于流量較小、差壓較大、對(duì)連續(xù)性要求不高的地方，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存在脈沖性泄漏，一般用于管線疏水 二 疏水?dāng)U容具體結(jié)構(gòu)三、類(lèi)型和表示方法1.汽輪機(jī)疏水?dāng)U容器類(lèi)型：立式疏水?dāng)U容器和臥式疏水?dāng)U容器w; Q( r# F/ N1 , ! b圖1 立式疏水?dāng)U容器組成結(jié)構(gòu)： 1. 外殼 2、進(jìn)水分配器 3、出水除沫器 4、安全泄放裝置 5、液位顯示

5、器 6、液體調(diào)節(jié)裝置組成。（其中安全泄放裝置和液位調(diào)節(jié)裝置不在供貨范圍，如果要求同時(shí)配套，需在合同中注明。）注：根據(jù)用戶(hù)需要，可設(shè)計(jì)各種規(guī)格連排，用戶(hù)提供技術(shù)參數(shù)即可。 2. 主要規(guī)格技術(shù)參數(shù)：表一 產(chǎn)品型號(hào) 幾何容積m3 設(shè)計(jì)壓力 MPa 設(shè)計(jì)溫度 0c LP-0.7 0.7 0.5 270 LP-1.5 0.5 0.5 270 LP-3.5 3.5 0.5 270 LP-4 4.0 0.5 270 LP-5.5 5.5 0.5 270 圖2 立式擴(kuò)容器工作原理圖圖3 臥式疏水?dāng)U容器及工作原理圖2疏水?dāng)U容器用途：疏水?dāng)U容器是將壓力疏水管路中的疏水進(jìn)行擴(kuò)容降壓，分離出蒸汽和疏水，將蒸汽引入換熱

6、器或除氧器中，充分利用其熱能，而疏水則被引入疏水箱中定期送入給水系統(tǒng)。主要是降低壓力，如果高壓蒸汽直接進(jìn)入凝汽器，容易引起凝汽器超壓，通過(guò)它可以降低壓力，避免超壓，同時(shí)里面還有減溫裝置，可以降低溫度。本疏水?dāng)U容器由兩只16m 的矩形容器組成，一只主要接納汽輪機(jī)本體及管道疏水，另一只主要接納高加事故疏水、除氧器溢流疏水等。疏水進(jìn)入擴(kuò)容器后，經(jīng)消能裝置，并在擴(kuò)容器巨大空間內(nèi)閃蒸擴(kuò)容、噴水減溫，使其能級(jí)降至凝汽器允許值，消能后的蒸汽和水分別排入凝汽器喉部和熱井內(nèi)，既保證了機(jī)組及管道疏水暢通，又確保凝汽器的內(nèi)部零件不被損壞，還能回收汽輪機(jī)工質(zhì)。疏水?dāng)U容器用于較高壓力和溫度疏水管路中的疏水?dāng)U容。經(jīng)疏水?dāng)U

7、容器分離出的蒸汽被引入熱交換器或除氧器，而分離出的疏水則被引入疏水箱，然后送入鍋爐的給水系統(tǒng)。3.安裝及運(yùn)行注意事項(xiàng)1.矩形疏水?dāng)U容器也稱(chēng)為挎藍(lán)式疏水?dāng)U容器，安裝在高壓凝汽器側(cè)和低壓凝汽器側(cè)。其具體安裝標(biāo)高及位置詳見(jiàn)工程中的凝汽器開(kāi)孔及附件圖。2.- t/ x( 9 H( e j& Q6 Q. p% r位于高壓側(cè)的疏水?dāng)U容器，設(shè)有12個(gè)疏水接管，用于接納汽輪機(jī)疏水系統(tǒng)圖中疏水集管a、b、c、d、e、j、g的疏水，5#、7#、8#低加危急疏水，8#低加正常疏水，排汽通風(fēng)閥接口等。各疏水接管的接口不得互換，各疏水點(diǎn)與疏水接管之間的具體連接位置接口詳見(jiàn)疏水?dāng)U容器I (圖號(hào)M740-032000A)及

8、工程的疏水系統(tǒng)位于低壓側(cè)的疏水?dāng)U容器，設(shè)有12個(gè)疏水接管，用于接納疏水系統(tǒng)圖中疏水集管h、i的疏水，6#、7#、8#低加危急疏水，輔汽疏水，除氧器溢流疏水，小汽機(jī)本體疏水，鍋爐5%啟動(dòng)疏水，1#、2#、3#高加危急疏水等。各疏水接管接口不得互換，具體接口位置詳見(jiàn)疏水?dāng)U容器II (圖號(hào)M740-033000A)及工程的疏水系統(tǒng)圖。c. h8 D3 q* N) H1 |+ V+ a. w$ 3.各疏水支管接入疏水母管時(shí)，必須按各疏水點(diǎn)的疏水壓力分類(lèi)排列，對(duì)于接入同一母管上疏水壓力較高者須離疏水?dāng)U容器相對(duì)較遠(yuǎn)處接入，壓力較低者應(yīng)靠近疏水?dāng)U容器接入，且各支管應(yīng)與母管成45夾角接入，方向向著擴(kuò)容器，以保

9、證各疏水點(diǎn)疏水暢通。4. 擴(kuò)容器安裝就位，管路連接好后與凝汽器一道做密封性試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)擴(kuò)容器必須加臨時(shí)支撐。5. 疏水?dāng)U容器投運(yùn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)投入噴水，噴水的投入及噴水量的大小可通過(guò)設(shè)置在噴水管路上的閥門(mén)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，保證擴(kuò)容器內(nèi)溫度小于80，壓力小于0.14MPa (a)。每臺(tái)擴(kuò)容器的設(shè)計(jì)噴水壓力為1.0MPa，噴水量約為7.2Kg/s。6. + T4 B4 R8 F) X/ q噴水管路上需設(shè)置濾網(wǎng)，濾網(wǎng)不得小于32目。應(yīng)定期清洗濾網(wǎng)，以防止噴孔阻塞。7. 波形膨脹節(jié)上運(yùn)輸用的固定螺桿在膨脹節(jié)安裝就位灌水試驗(yàn)后必須取下。81 B# E& t- 4 y# d0 6 w疏水?dāng)U容器最大負(fù)荷工況一般是在

10、機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，因此，在新機(jī)投運(yùn)期間，機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)或加熱器事故疏水門(mén)全開(kāi)時(shí)，應(yīng)注意監(jiān)視擴(kuò)容器的運(yùn)行狀況。當(dāng)其溫度、壓力過(guò)高或不正常時(shí)，須及時(shí)檢查汽機(jī)各疏水閥門(mén)、管路及濾網(wǎng)的情況并及時(shí)處理，掌握疏水?dāng)U容器的運(yùn)行規(guī)律，設(shè)置噴水閥的開(kāi)啟大小，從而達(dá)到保證三 擴(kuò)容器事故分析 2004-07-18，2號(hào)機(jī)組首次沖轉(zhuǎn)進(jìn)入整套試運(yùn)行階段后，啟動(dòng)疏水?dāng)U容器一直存在響聲大，振動(dòng)大的問(wèn)題，尤其在機(jī)組甩負(fù)荷后更為突出。 7月19日上午，由于汽輪機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(TSI)失電，導(dǎo)致機(jī)組汽輪機(jī)緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)(ETS)動(dòng)作跳機(jī)，機(jī)組負(fù)荷從270MW甩至0。停機(jī)后，出現(xiàn)啟動(dòng)疏水?dāng)U容器壓力表管被沖斷飛出的異常狀況。之后于7月1

11、9日下午、7月31日、8月6日、8月9日連續(xù)發(fā)生4次高負(fù)荷跳機(jī)，使啟動(dòng)疏水?dāng)U容器出現(xiàn)了更為嚴(yán)重的異常狀況，有金屬碎片從啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的排氣管中飛出。 現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)容器的內(nèi)部構(gòu)件中用于固定擴(kuò)容管的下圓環(huán)脫落，上圓環(huán)變形，下部疏水口被破碎的鐵塊封住，內(nèi)部結(jié)構(gòu)已遭到嚴(yán)重?fù)p壞。由此可得出結(jié)論，擴(kuò)容器內(nèi)部金屬部件的損壞是由于高溫高壓蒸汽直接進(jìn)入擴(kuò)容器，使擴(kuò)容器內(nèi)部構(gòu)件所承受的壓力、溫度超過(guò)設(shè)計(jì)壓力及設(shè)計(jì)溫度所造成的。 2 故障原因分析 1.從擴(kuò)容器管路閥門(mén)系統(tǒng)分析 由于該機(jī)組的相關(guān)疏水閥均采用全開(kāi)、全關(guān)的氣動(dòng)閥，不能維持在中間開(kāi)度，所以，在機(jī)組熱態(tài)、極熱態(tài)開(kāi)機(jī)過(guò)程中，盡管蒸汽溫度和管壁金屬溫度較高，

12、只需要對(duì)管道進(jìn)行少量疏水，但由于氣動(dòng)疏水閥只能全開(kāi)，勢(shì)必造成過(guò)多的高溫、高壓蒸汽進(jìn)入擴(kuò)容器，不利于擴(kuò)容器的安全運(yùn)行。因此，有必要對(duì)管道閥門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使之能實(shí)現(xiàn)機(jī)組在熱態(tài)、極熱態(tài)啟動(dòng)等特殊工況下適當(dāng)控制疏水量。 2 從擴(kuò)容器減溫噴水系統(tǒng)分析 目前，啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的減溫噴水水源來(lái)自工業(yè)水。工業(yè)水母管的水壓為0.4MPa左右。試運(yùn)行中常發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的減溫噴水壓力過(guò)低、水量過(guò)小。為了保證機(jī)組啟動(dòng)疏水時(shí)進(jìn)入啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的高溫高壓蒸汽能得到充分的冷卻減溫，使擴(kuò)容器不超溫、不超壓，應(yīng)采取措施提高減溫水壓、增加減溫水量，如增加管徑，改用穩(wěn)定水壓較高的減溫噴水水源。同時(shí)，還應(yīng)增強(qiáng)減溫噴水在擴(kuò)容器內(nèi)部

13、的冷卻效果，使減溫噴水在擴(kuò)容器內(nèi)部達(dá)到噴淋狀態(tài)，但設(shè)備廠家原設(shè)計(jì)中并沒(méi)有采取專(zhuān)門(mén)的霧化措施。 3. 從氣動(dòng)疏水閥的DCS控制邏輯分析4. 啟動(dòng)疏水?dāng)U容器氣動(dòng)疏水閥的控制邏輯 (1)機(jī)組負(fù)荷小于20%額定負(fù)荷，聯(lián)開(kāi)疏水閥1，2，3，4(見(jiàn)圖1)；負(fù)荷大于22%額定負(fù)荷，聯(lián)關(guān)疏水閥。 (2)當(dāng)再熱熱段管道啟動(dòng)疏水罐，再熱冷段管道啟動(dòng)疏水罐、一段抽汽管道疏水罐，任一疏水罐水位高或高高，則打開(kāi)相應(yīng)的疏水閥。無(wú)液位高后15s，聯(lián)關(guān)。5.控制邏輯存在的問(wèn)題 (1)主汽管道啟動(dòng)疏水閥的動(dòng)作僅以機(jī)組負(fù)荷為控制條件，是不夠合理的。因?yàn)樵跈C(jī)組甩負(fù)荷停機(jī)過(guò)程中，機(jī)組從高負(fù)荷降到0是很短的過(guò)程，此時(shí)蒸汽參數(shù)仍很高，甚

14、至接近設(shè)計(jì)壓力17.75MPa，設(shè)計(jì)溫度540，從疏水的意義上講，此時(shí)主蒸汽管道沒(méi)有必要進(jìn)行疏水。但是按照控制邏輯，此時(shí)負(fù)荷小于20%額定負(fù)荷，因此疏水閥處于全開(kāi)狀態(tài)，大量高溫高壓蒸汽直接進(jìn)入啟動(dòng)疏水?dāng)U容器內(nèi)，使擴(kuò)容器嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷、超溫超壓，直至內(nèi)部構(gòu)件損壞。另外，在機(jī)組甩負(fù)荷停機(jī)后短時(shí)間內(nèi)又開(kāi)機(jī)的極熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，主汽管道及主蒸汽溫度仍很高，此時(shí)也不應(yīng)僅以負(fù)荷為判斷啟動(dòng)疏水閥動(dòng)作的控制依據(jù)。因此，除了機(jī)組負(fù)荷外，還應(yīng)引進(jìn)蒸汽溫度、管壁溫度或者溫度變化速率為疏水閥動(dòng)作的控制依據(jù)。 (2)從機(jī)組跳閘過(guò)程的分析結(jié)果可知，在機(jī)組跳閘過(guò)程中“機(jī)組負(fù)荷小于20%額定負(fù)荷”并不是必要的疏水條件。因此，“機(jī)組

15、負(fù)荷小于20%額定負(fù)荷”應(yīng)只是機(jī)組非跳閘狀態(tài)下聯(lián)開(kāi)疏水閥的條件。 (3)控制邏輯要求“機(jī)組負(fù)荷小于20%額定負(fù)荷，聯(lián)開(kāi)進(jìn)入啟動(dòng)疏擴(kuò)的疏水閥”，并未考慮到啟動(dòng)疏水?dāng)U容器在此工況下的承受能力。實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)在保證汽輪機(jī)本體的可靠安全疏水的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算分析后，適當(dāng)下調(diào)起始疏水的負(fù)荷值，做到既要保證低負(fù)荷時(shí)的疏水效果，又要兼顧啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的承受能力四 疏水?dāng)U容器優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性 優(yōu)化方案方案 1管路及閥們系統(tǒng)的改進(jìn)對(duì)1，2，3，4氣動(dòng)疏水閥分別加裝了283.5的旁路管道及旁路手動(dòng)一、二次門(mén)，見(jiàn)圖l。這樣，就可在機(jī)組運(yùn)行中根據(jù)實(shí)際情況控制進(jìn)入啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的疏水量，必要時(shí)適當(dāng)開(kāi)啟疏水閥旁路一、二次門(mén)進(jìn)行

16、疏水，做到既可以保證疏水效果，又可以防止啟動(dòng)疏水?dāng)U容器超溫、超壓損壞。2減溫噴水裝置的改進(jìn)加大啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的減溫噴水管管徑，由原來(lái)的?452.5改為?573，以增加冷卻水量。將減溫噴水水源由工業(yè)水改為壓力更高、水源更穩(wěn)的凝結(jié)水，運(yùn)行中凝結(jié)水母管壓力可達(dá)3.0MPa。為了加強(qiáng)減溫噴水在擴(kuò)容器內(nèi)的冷卻效果，還將?573的減溫噴水管道伸入啟動(dòng)疏水?dāng)U容器內(nèi)部。伸入部分采用強(qiáng)度足夠高的20號(hào)鍋爐鋼(20G)，在伸入管道四周開(kāi)孔，使伸入管道周向8個(gè)方向都有噴水，從而使減溫噴水在擴(kuò)容器內(nèi)達(dá)到噴淋效果。3 .疏水閥控制邏輯的改進(jìn)(1)汽機(jī)掛閘狀態(tài)下(即非跳閘狀態(tài))，機(jī)組負(fù)荷小于10%額定負(fù)荷時(shí)，聯(lián)開(kāi)疏水閥1

17、，2，3，4，負(fù)荷大于11%額定負(fù)荷時(shí)，聯(lián)關(guān)氣動(dòng)疏水閥。(2)機(jī)組在非掛閘狀態(tài)(即跳閘狀態(tài))，且主汽門(mén)前蒸汽溫度不超過(guò)450時(shí)，聯(lián)開(kāi)疏水閥1，2，3，4。(3)再熱冷段管道、再熱熱段管道、一段抽汽管道的疏水罐液位高或高高時(shí)，聯(lián)開(kāi)其相應(yīng)的氣動(dòng)疏水閥，無(wú)液位高后15s，聯(lián)關(guān)。(4)汽機(jī)掛閘狀態(tài)下，主汽門(mén)前蒸汽溫度小于450，且溫度下降率大于5/min時(shí)，聯(lián)開(kāi)氣動(dòng)疏水閥1。(5)當(dāng)氣動(dòng)疏水閥1或3開(kāi)啟時(shí)，聯(lián)開(kāi)啟動(dòng)疏水?dāng)U容器噴水閥，氣動(dòng)疏水閥關(guān)后延時(shí)10s后，聯(lián)關(guān)噴水閥。(6)汽機(jī)掛閘時(shí)，進(jìn)入啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的蒸汽溫度大于338時(shí)，聯(lián)開(kāi)啟動(dòng)疏水?dāng)U容器噴水閥?？偨Y(jié)通過(guò)本次汽輪機(jī)本體疏水系統(tǒng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，使

18、我對(duì)汽輪機(jī)本體疏水系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)有了重新的認(rèn)識(shí)，更好的了解其構(gòu)造原理和運(yùn)行過(guò)程，通過(guò)對(duì)參考資料的查閱，使我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，最重要的是學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)了良好的自學(xué)和查閱課外資料的能力。要較好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，就需要學(xué)習(xí)掌握很多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。但是時(shí)間是有限的，所以提高學(xué)習(xí)的效率就顯的尤為重要。下面我就對(duì)我自己在完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中所學(xué)到的一些東西談一下自己的看法。第一，就是要明確設(shè)計(jì)任務(wù)，并根據(jù)老師提供的課程設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃再結(jié)合自己實(shí)際情況制定出適合自己應(yīng)用的工作計(jì)劃。明確了設(shè)計(jì)任務(wù)，在學(xué)習(xí)以及查資料當(dāng)中才會(huì)重點(diǎn)、有針對(duì)性，而不是盲目的什么知識(shí)都要看，只需看需要的就可以了；有了工作計(jì)劃，才能夠做到紊而不亂，井而有序。要能夠明確自己在什么時(shí)候該完成什么任務(wù)。第二，在看自己專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí)時(shí)爭(zhēng)取做到快、系統(tǒng)、有一定的深度?？?，是必