回?zé)崛嫘詿崃ο到y(tǒng)表面式加熱器的疏水裝置

為防止汽輪機(jī)甩負(fù)荷或跳閘時(shí)，抽汽管道中積聚的蒸汽會(huì)倒流進(jìn)入汽輪機(jī)本體，致使汽輪機(jī)發(fā)生意外的超速；當(dāng)汽輪機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，或某加熱器水位太高、或加熱器水管泄漏破裂、或疏水管道不暢時(shí)，水可能倒灌到汽輪機(jī)本體，這些情況對(duì)汽輪機(jī)本體都是很危險(xiǎn)的，不允許的；同時(shí)為了使某一加熱器在出現(xiàn)事故時(shí)需隔離而又不影響汽輪機(jī)的運(yùn)行，需要在抽汽管道上設(shè)置抽汽隔離閥和止回閥。

通常除了回?zé)岢槠麎毫ψ畹偷囊?、二?jí)管道外，都設(shè)有電動(dòng)隔離閥和氣動(dòng)控制止回閥。它們均應(yīng)盡量地靠近汽輪機(jī)回?zé)岢槠诓贾茫詼p少抽汽管道上可能儲(chǔ)存的蒸汽能量。如圖2所示。在抽汽隔離閥和止回閥上下游，設(shè)有接到疏水聯(lián)箱的疏水管路，其疏水閥由氣動(dòng)控制。此外，在抽汽隔離閥與止回閥之間，還有一根疏水、排汽管路，在停機(jī)或需要對(duì)閥門進(jìn)行檢修時(shí)，打開手動(dòng)疏水隔離閥，即可將該管段內(nèi)的積水排盡。許多機(jī)組壓力最低的二級(jí)回?zé)峒訜崞魍ǔ２贾迷谀骱聿?，該機(jī)組的二級(jí)低壓加熱器位于高壓凝汽器和低壓凝汽器喉部，所以第7、8段抽汽管路直接從抽汽口接至加熱器進(jìn)口，不設(shè)任何閥門。每根抽汽管上都應(yīng)裝有吸收管道熱膨脹量的膨脹節(jié)。

回?zé)岢槠够亻y通常采用由儀器儀表用壓縮空氣控制的翻板式止回閥，如圖3(1-閥體；2-閥蓋；3-閥盤；4-閥盤臂；5-氣缸活塞；6-彈簧；7-密封圈)所示。其中(a)抽汽翻板式止回閥結(jié)構(gòu)；(b)強(qiáng)關(guān)裝置控制原理。止回閥主要由閥體、閥蓋、閥盤等部件組成。閥盤的一端吊掛在閥體的轉(zhuǎn)軸上，介質(zhì)依靠閥盤兩邊的壓力差將閥盤繞轉(zhuǎn)軸頂開，正向流過(guò)，反之則自動(dòng)關(guān)閉。該止回閥強(qiáng)制關(guān)閉裝置控制原理如圖3(b)所示。操作機(jī)構(gòu)由電磁三通閥、試驗(yàn)閥及空氣筒組成。正常運(yùn)行時(shí)，壓縮空氣可通過(guò)繼動(dòng)閥直達(dá)空氣筒下部，將活塞桿頂上，帶動(dòng)強(qiáng)關(guān)機(jī)構(gòu)與止回閥轉(zhuǎn)軸嚙合片脫開，此時(shí)止回閥作為一只自由擺動(dòng)的翻板閥工作。當(dāng)汽輪機(jī)的危急保安系統(tǒng)動(dòng)作導(dǎo)致繼動(dòng)閥動(dòng)作，或加熱器出現(xiàn)高一高水位電磁閥動(dòng)作時(shí)，壓縮空氣來(lái)源被切斷，空氣筒里的活塞桿在彈簧力作用下向下移，帶動(dòng)強(qiáng)關(guān)機(jī)構(gòu)將止回閥轉(zhuǎn)軸壓制在使閥盤關(guān)閉的位置，達(dá)到強(qiáng)迫切斷汽流通道的目的。試驗(yàn)閥可用手動(dòng)檢查止回閥的強(qiáng)關(guān)裝置的動(dòng)作是否可靠。

機(jī)組的回?zé)崛嫘詿崃ο到y(tǒng)（如圖1）是回?zé)嵩O(shè)備實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)，是在回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)基礎(chǔ)上考慮了所有運(yùn)行工況(包括非正常工況如起、停、事故及低負(fù)荷等)下工質(zhì)的流程、設(shè)備間的切換、運(yùn)行的可靠性、安全性和靈活性以及總體投資的經(jīng)濟(jì)性。

軸封加熱器是表面式加熱器，且多為臥式。其加熱蒸汽為汽輪機(jī)各汽缸末端的軸封漏出的汽氣混合物，顯然它不屬于回?zé)岢槠?，但是汽氣混合物的熱量卻利用于回?zé)嵯到y(tǒng)中。根據(jù)軸封漏汽量的大小和能位的高低，可設(shè)一或二級(jí)軸封加熱器，并插入回?zé)嵯到y(tǒng)中適宜的位置。由于軸封加熱器利用了汽氣混合物的熱量，提高了系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性，此外軸封加熱器也使汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的正常運(yùn)行獲得保障又防止了汽輪機(jī)車間的蒸汽污染。所以現(xiàn)代火電廠中都設(shè)置了軸封加熱器。軸封加熱器的疏水裝置通常為多級(jí)水封，與凝汽器熱井相連。由于加熱蒸汽流量與主凝結(jié)水流量過(guò)于懸殊，往往在主凝結(jié)水管道設(shè)置節(jié)流孔板分流一部分水流經(jīng)軸封加熱器使蒸汽凝結(jié)成疏水。

表面式加熱器管束內(nèi)的水壓比筒體內(nèi)的汽壓高得多，在運(yùn)行中若管束破裂、泄漏，壓力水會(huì)沿著抽汽管道倒流人汽輪機(jī)，造成嚴(yán)重事故。為了避免汽輪機(jī)進(jìn)水、加熱器簡(jiǎn)體超壓和鍋爐給水中斷，在設(shè)計(jì)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)時(shí)，必須考慮設(shè)置水側(cè)旁路系統(tǒng)，尤其是要求嚴(yán)格的高壓加熱器組，不僅應(yīng)有適宜的旁路，而且更應(yīng)有自動(dòng)保護(hù)裝置。

加熱器水側(cè)旁路通常有單個(gè)加熱器的小旁路和兩個(gè)加熱器以上的大旁路兩種。單個(gè)加熱器的小旁路運(yùn)行靈活，事故波及面小對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響也小，但系統(tǒng)復(fù)雜、連接管路及管制件多，投資大。大旁路則剛好相反，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但事故波及面大，對(duì)熱經(jīng)濟(jì)的影響大，隨著高壓加熱器制造質(zhì)量的提高，大旁路也應(yīng)用較多。如某660MW機(jī)組的三臺(tái)高壓加熱器中，壓力最高的加熱器設(shè)置一小旁路，壓力次之的兩臺(tái)加熱器設(shè)置一大旁路，如圖6所示。額定工況運(yùn)行時(shí)的給水溫度為271.1℃，除氧器出水溫度為185.5℃。若大旁路內(nèi)的加熱器發(fā)生故障，由于壓力最高的加熱器設(shè)計(jì)有一定富余量，此時(shí)給水溫度為253.2℃，下降相對(duì)要小些；若壓力最高壓加熱器熱器發(fā)生故障，給水溫度仍可達(dá)254.6℃，下降也不很多。這種一大一小旁路的設(shè)置是較合理的。

低壓加熱器組也有另外的考慮，仍以660MW機(jī)組中4臺(tái)低壓加熱器為例。將壓力最低的2臺(tái)加熱器和壓力次之的另兩臺(tái)加熱器分別設(shè)置了大旁路，必要時(shí)(如除氧器上水時(shí))通過(guò)切換閥門可將主凝結(jié)水直接輸入除氧器。如圖7所示。

鍋爐給水不允許中斷，所以現(xiàn)代大型火電機(jī)組的高壓加熱器均配有水側(cè)自動(dòng)旁路保護(hù)裝置，主要有水壓液動(dòng)控制和電動(dòng)控制兩種。圖8（1、3、5-截止閥；2-過(guò)濾閥；4-快速啟閉閥；6-開閥電磁鐵；7-閉閥電磁鐵；8-啟閉閥旁通閥；9-節(jié)流孔板；10-活塞缸；11-高壓加熱器入口聯(lián)成閥；12、13、14-3、2、1號(hào)高壓加熱器；15-高壓加熱器出口止回閥）所示為國(guó)產(chǎn)高壓加熱器水壓液動(dòng)自動(dòng)旁路裝置示意圖。該旁路采用3臺(tái)加熱器的大旁路。該裝置在水側(cè)進(jìn)口和出口裝有靠液壓操縱活塞而動(dòng)作的人口聯(lián)成閥11和出口止回閥15，入口聯(lián)成閥是外置活塞機(jī)構(gòu)，控制水來(lái)自凝結(jié)水(0.78—0.98MPa)；電磁閥為快速啟閉閥。若高壓加熱器出現(xiàn)故障，水位上升至發(fā)出信號(hào)使電磁閥7動(dòng)作，聯(lián)成閥11上部活塞10在水壓作用下自動(dòng)關(guān)閉入口聯(lián)成閥11，隔斷了給水進(jìn)入加熱器的通路，同時(shí)出口止回閥因下部失去水壓而落下關(guān)閉，給水由旁通管至加熱器出口，完成旁路，整個(gè)動(dòng)作時(shí)間為2s。此時(shí)給水溫度為除氧器出口水溫度。

該裝置在水側(cè)進(jìn)、出口管路上還裝有電動(dòng)閘閥和旁路電動(dòng)閘閥，其目的是將整個(gè)高壓加熱器組解列，以便對(duì)其進(jìn)行檢修。另外為保護(hù)高壓加熱器的安全，水側(cè)、汽側(cè)均裝有安全閥，筒體還設(shè)有排氣系統(tǒng)(啟動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)排氣)，該系統(tǒng)能排除蒸汽停滯區(qū)內(nèi)的不凝結(jié)氣體，改善傳熱環(huán)境，減少加熱器的腐蝕。

圖9（1-電動(dòng)出口閥；2-電動(dòng)旁通閥；3-電動(dòng)入口閥；4-水位信號(hào)器；5-回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器；6-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；7-凋節(jié)器；8-繼電器；9-信號(hào)燈；10-啟動(dòng)注水器；11-高壓加熱器；12-疏水冷卻器）為高壓加熱器水側(cè)旁路采用電動(dòng)控制保護(hù)示意圖。該裝置中，給水進(jìn)口閥3、出水閥1及旁通閥2均為電動(dòng)的，它們同時(shí)受3臺(tái)高壓加熱器的3個(gè)繼電器控制。每臺(tái)高壓加熱器都裝有1個(gè)帶電接點(diǎn)的水位信號(hào)器4，它可發(fā)出兩個(gè)信號(hào)，一是在正常范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，保持加熱器水位；二是在加熱器發(fā)生水管破裂或泄漏等故障時(shí)，水位升至極限位置，繼電器動(dòng)作發(fā)出電信號(hào)，加熱器的進(jìn)出口閥門關(guān)閉，旁通閥打開，給水由旁通管道直供鍋爐，同時(shí)信號(hào)燈發(fā)出閃光信號(hào)，表示電動(dòng)旁通裝置已動(dòng)作。顯然該旁路屬于大旁路，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，操作方便，投資也省，如有的600MW機(jī)組的高壓加熱器水側(cè)旁路即是如此。也有大機(jī)組的高壓加熱器組水側(cè)旁路采用小旁路的，如某300MW機(jī)組的3臺(tái)高壓加熱器都有自己的旁路，該系統(tǒng)運(yùn)行靈活，事故影響面小。針對(duì)具體的機(jī)組究竟采用大旁路、小旁路或大小兼顧要通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定。

各加熱器汽側(cè)與加熱蒸汽管道相連，運(yùn)行中蒸汽不斷凝結(jié)成疏水，而蒸汽中含有部分不凝結(jié)性氣體則會(huì)在筒體中停留，影響加熱器中的傳熱系數(shù)值。為此在加熱器汽側(cè)設(shè)置了抽空氣管道以排除不凝結(jié)性氣體。通常低壓加熱器抽空氣系統(tǒng)與凝汽器的真空維持系統(tǒng)相連接，為減少抽空氣過(guò)程中攜帶蒸汽造成的熱損失和降低抽氣器負(fù)擔(dān)，在抽氣管路上設(shè)置有節(jié)流孔板，用以阻止蒸汽大量流入下一級(jí)或凝汽器。

高壓加熱器汽側(cè)也有抽空氣管路與除氧器相連接。也有將空氣直接排入大氣的。凝結(jié)水泵與疏水泵入口處也應(yīng)設(shè)置抽空氣管路，分別引至凝汽器和相應(yīng)加熱器的抽空氣管路，不斷抽出漏入泵內(nèi)的空氣以維持泵的正常運(yùn)行。

回?zé)嵯到y(tǒng)中給水泵向鍋爐提供合格給水，凝結(jié)水泵向除氧器提供凝結(jié)水，運(yùn)行中都不允許中斷供水，為此給水泵和凝結(jié)水泵必須設(shè)置備用泵，按設(shè)計(jì)規(guī)程要求至少一臺(tái)備用泵，

給水泵、凝結(jié)水泵和疏水泵的進(jìn)、出水管、空氣管、疏水管上都應(yīng)設(shè)置關(guān)斷閥門，為使事故時(shí)及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行隔離檢修。同時(shí)，它們的出水管上還應(yīng)設(shè)有止回閥，以防止事故時(shí)或運(yùn)行泵對(duì)備用泵造成水倒流時(shí)使泵反轉(zhuǎn)。

為防止給水泵在小流量情況下不能將熱量帶走而引起泵水汽化的危險(xiǎn)，在給水泵出水管與除氧器水箱之間連接一管道，稱為給水泵再循環(huán)管，一般該管道中裝設(shè)兩個(gè)關(guān)斷閥和一個(gè)調(diào)節(jié)閥，由給水泵最小流量控制裝置自動(dòng)控制，當(dāng)給水小到某一值時(shí)，再循環(huán)管接通，部分給水進(jìn)行再循環(huán)，當(dāng)給水逐漸增加到某另一值時(shí)，再循環(huán)管切斷，全部給水經(jīng)過(guò)高壓加熱器后進(jìn)入鍋爐。凝結(jié)水泵出口管與凝汽器之間一般也設(shè)置有再循環(huán)管來(lái)達(dá)到同樣的目的。

由于除氧器必須高位布置，在低負(fù)荷時(shí)還必須切換到較高壓力的抽汽管，為防止在低負(fù)荷時(shí)高壓加熱器的疏水不能自流人除氧器，須設(shè)置一備用管路與相應(yīng)閥門連接到相鄰的低壓加熱器，以保證低負(fù)荷時(shí)高壓加熱器的正常疏水。也有的機(jī)組將高壓加熱器疏水備用管路直接連接到疏水?dāng)U容器后進(jìn)人凝汽器，如300MW優(yōu)化引進(jìn)型機(jī)組。在啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)疏水泵不投入運(yùn)行，采用備用管路逐級(jí)自流方式運(yùn)行，因此疏水泵不需設(shè)再循環(huán)管。

為適應(yīng)啟動(dòng)、低負(fù)荷運(yùn)行、變工況、正常運(yùn)行、事故或停止運(yùn)行時(shí)各種運(yùn)行方式變化的需要，裝置了各種不同作用的備用設(shè)備、備用管路、操作部件和安全保護(hù)部件。全面性熱力系統(tǒng)圖是按發(fā)電廠設(shè)備的實(shí)際數(shù)量繪制的。

全面性熱力系統(tǒng)要符合安全可靠、簡(jiǎn)單明顯、便于運(yùn)行操作、維護(hù)方便、留有擴(kuò)建余地、投資運(yùn)行費(fèi)用低、技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的原則。

1、全面性熱力系統(tǒng)標(biāo)明一切必需的連接管路和管路上的一切附件，因而反映了全廠熱力設(shè)備的配置情況和各種運(yùn)行工況的切換方式，是發(fā)電廠運(yùn)行操作的依據(jù)。

2、發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)單或復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)而言，直接影響到投資的多少和鋼材的耗用量；對(duì)施工而言，直接影響到施工工作量的大小和施工期限的長(zhǎng)短；對(duì)運(yùn)行而言，直接影響到運(yùn)行調(diào)度的靈活性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，工質(zhì)損失的多少和散熱損失的大??；對(duì)檢修而言，直接影響到各種切換的可能性及備用設(shè)備投入的可能性。

3、在發(fā)電廠設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)擬定的全面性熱力系統(tǒng)圖,編制全廠汽水設(shè)備總表，計(jì)算管子的直徑和壁厚，提出管制件的定貨清單。2100433B

火電廠熱力系統(tǒng)中主輔設(shè)備及其管道附件連接成一個(gè)整體的線路圖。按用途和編制方法分為原則性熱力系統(tǒng)圖和全面性熱力系統(tǒng)圖。前者表明它所包含的各局部熱力系統(tǒng)或設(shè)備之間的相互關(guān)系和工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換及利用過(guò)程,對(duì)熱電廠還表明對(duì)外的供熱系統(tǒng);后者則是火電廠設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行等項(xiàng)工作必不可少的文件，它反映電廠鋼材耗量、投資、設(shè)計(jì)、施工工作量和周期，設(shè)備檢修的各種切換方式和備用設(shè)備切換的可能性以及運(yùn)行中工質(zhì)和散熱損失等情況。具有給水回?zé)岬幕痣姀S的原則性熱力系統(tǒng)圖見圖1。圖1中1～11為工質(zhì)循環(huán)順序,其中2、3為汽輪機(jī)的中間級(jí)抽汽處，于此處抽出作過(guò)功的部分蒸汽用以加熱給水，可以提高熱效率。2100433B