Kaiyu体育下载 转载--汽轮机疏水系统

汽轮机排水系统是指汽轮机的主要设备（内缸、外缸、隔套、主汽阀、调节阀等）及相关管道（主再汽、导汽、排汽、抽汽、轴封蒸汽等管道）在汽轮机低点设置疏水管。汽轮机在启动、稳定运行、负荷变化、甩负荷、停机等过程中，通过合理控制疏水阀，可排出内部积水，防止汽轮机设备及相关管道进水或冷蒸汽回流。确保汽轮机设备的安全。同时，为了提高汽轮机设备的经济运行，疏水系统还必须能够减少疏水介质和热损失。目前，汽轮机设备的进汽参数越来越高，单机容量不断增大，汽轮机的结构和运行控制也越来越精密和复杂，这对汽轮机提出了更高的要求。汽轮机排水系统设计要求。近年来，汽轮机设备上下缸温差大、抽汽管道积水、汽轮机跳闸后失速、泄油口周围金属裂纹或泄漏等现象屡见不鲜。发生。有必要对汽轮机泄水系统存在的问题进行梳理和梳理。分析研究防止汽轮机设备损坏的相应对策。

1、汽轮机排水系统设计要求

汽轮机排水系统的设计原则是：要求汽轮机在启动、稳定运行等各种工况下，能够及时排出汽轮机设备及相关管道内的积水并防止其进入。 、变负载、故障、停机和热备。水或冷蒸汽返回。通常汽轮机在冷态启动（暖机、暖管）或隔离管道时，内部蒸汽会凝结，积水；当管道内的蒸汽减温器不能正常工作时，管道内就会积水。如果主再汽管道内有积水，则将其带入汽轮机；如果抽汽管内有积水，汽轮机跳闸时，积水会汽化并流回汽轮机；当排水管内出现压力倒转时，会导致积水倒流或冷却。蒸汽回流。排水系统设计应：

(1)在所有可能积水的区域设计具有足够流通能力的排水阀；

(2)在适当的位置设计用于监测、报警、控制积水、进水、冷蒸汽回流的仪表(如液位开关、温度传感器等)；

(3)设计合理的联锁保护逻辑，通过控制疏水阀的开启和关闭，防止各种工况下汽轮机内积水、进水或冷汽回流；

(4)在保证汽轮机设备安全运行的同时提高经济性。

2、汽轮机排水系统问题及原因分析

2.1冷蒸汽回流造成上下缸温差较大

某电厂1、2号机组为300MW进口亚临界机组。机组怠速或停机后，上、下压缸温差一般为50℃～60℃，最高可达86℃；另一电厂1号机组为300MW机组。第一次启停后，上下高压内缸温差达到110℃，上下高压外缸和上下中压缸温差达到110℃均达到150℃，严重超出运行规范，影响机组重启。分析原因为：高压缸和中压缸的排水管与其他高压管路的排水管接在同一排水管总管上。停机后或机组怠速时，气缸处于真空状态，由于其他高压管道的排水，在疏水集管内形成压力，导致冷蒸汽通过气缸疏水管流回气缸。管道，造成上下缸温差较大。

2.2中压门调节后疏水回流导致扩压器裂纹

采用西门子技术的超超临界汽轮机，中压闸门后扩压器底部泄水孔处普遍存在纵向裂纹，导致再热蒸汽漏入中压内外缸夹层，影响机组的经济性和安全性。单位。校核某电厂1000MW汽轮机中压闸门后扩压器泄水管设计。左右两根排水管分别从中压闸门后扩压器底部排水孔引出。它们向下排列并汇合在一起，然后穿过靠近排水集管的排水管。排水阀与排水总管连接，同时高压缸系统的6通排水管也与排水总管连接。根据疏水阀控制逻辑，当机组负荷低于20%或跳闸时，汽轮机疏水阀自动打开。在其他操作条件下，这些疏水阀关闭或可以手动打开。由于中压阀后面的排水管较长，当排水阀关闭时，排水管内的蒸汽会因冷却而积聚冷凝水。如果此时机组跳闸，由于高压缸内部压力较高，6个排水管同时排放，会导致排水总管内压力迅速上升，中压缸和低压缸（冷凝器）当疏水阀内压力打开时，疏水集管内的压力高于中压缸内的压力，导致疏水管内的凝结水直接流回中压后面的扩压器底部。压力调节器。疏水孔导致底部材料温度突然变化，产生极高的温度应力。如果机组在高负载下频繁跳闸，很容易引起扩压器底部材料的应力疲劳而产生裂纹。

2.3 抽水管积水会导致转子叶片损坏或速度损失。

某电厂3号机组为600MW亚临界一次再热式三缸四列凝汽式汽轮机。在基础设施调试期间，涡轮机在 350MW 的负载下跳闸。重新启动后，发现低压B转子5/6号轴振动。从脱扣前的30/30μm左右增加到100/70μm。当时怀疑转子上可能有一些零件脱落。由于机组振动不是很大，其他运行参数也正常，所以没有进行缸体检查，仅通过动平衡进行控制。机组运行一年后，打开钢瓶进行检查。经检查发现，低压A、B转子蒸汽侧第三级动叶片上的多组护罩磨损。其中，B转子上的四套护罩脱落。这一级的动叶片恰好位于第三级。第六级抽汽口前。原因分析如下：第六级抽汽管内有积水。机组跳闸后，饱和水汽化并流回气缸，冲击转子叶片，导致部分护罩脱落。检查第六级萃取管道的布置。从低压缸下部引出，经过冷凝器后水平布置。由于前面的空间被堵塞，管道向上弯曲。穿过干扰后，它又弯曲回到水平排列，形成拱形。拱门上游水平管段底部原本设计有排水管，但现场检查发现没有安装。当时，6号低瓦斯出口因正常排水管故障未投入运行，抽汽阀关闭，导致管段底部积水。由于管段顶部和底部没有设计测温点，无法找到内部测温点。涝灾条件。

某化工厂自备电厂1号机组为50MW双抽凝汽式汽轮机，型号CC50-8.83/5.1/0.67。一次调试中，发现调阀油马达漏油，当场打开、关闭制动器。当时的负荷为23.1MW，约。 30秒后，涡轮转速飙升至3690r/min。根据设计，当机组负荷大于25%（12.5MW）时，抽汽止回阀前的疏水阀自动关闭。当时，工业抽汽和再生抽汽均未投入运行，抽汽止回阀关闭，导致止回阀前蒸汽管内积水。机组跳闸后，饱和水汽化，蒸汽流回汽轮机，导致转速失控。

2.4 排水管合并造成阀体裂纹

一台9E联合循环燃气轮机，型号为LZN55-5.6/0.65，因主蒸汽控制阀密封性问题，被拆检。经检查发现，左右控制阀阀座前排水口周围的金属均出现大量龟状裂纹。裂纹很深并已延伸至阀座密封面。该汽轮机主蒸汽阀设计有气动旁通阀。气动旁通阀后面的旁通管设计有排水管。排水管与调节阀座前的排水管汇合。将左右两侧的排水管再次合并，这样总共4根排水管合并在一起，并通过排水阀连接到排水膨胀容器。主蒸汽调节阀内设有蒸汽过滤器，阀座前的泄油口位于过滤器的下游。机组正常运行时，气动旁通阀和排水阀均关闭。由于排水管本身的散热作用，排水管内的蒸汽会慢慢冷却，形成少量的冷凝水。在调节门过滤器的压差作用下，凝结水会从调节阀座前面的排水口溢出，溢出的凝结水立即被高温蒸发，使排水口周围的金属受到温度交变的作用。长时间使用，产生疲劳裂纹。

2.5 疏水转移引起的管道泄漏

某电厂1号机组为1000MW超超临界汽轮机。机组投运一年后，四级抽汽管道发生泄漏。泄漏点位于汽轮机支管至给水泵前的垂直管段上，泄漏点上游（下方）。排水管连接到垂直管段。排水来自4台泵的辅助供汽管。这种排水传输设计是为了简化系统并减少排水阀的数量。汽轮机低负荷运行时，由于4号泵压力较低，难以向辅汽主管供汽，供汽管道实际上处于隔离状态；机组高负荷时，若机组4号泵不向辅汽主管蒸汽供汽，该段管道也处于隔离状态。由于管道的散热作用，内部蒸汽会凝结并产生少量疏水性。当疏水水被输送到4抽垂直管段时，由于4抽管内蒸汽流速较高，此时的疏水水被高速蒸汽流冲向下游（上部）。附着在管壁上后迅速蒸发，引起下游管壁温度交变，引起应力疲劳。停炉后，对管道进行切割检查，发现疏水输送孔下游的管道内壁存在大量疲劳裂纹。

2.6 供暖管内冷凝水倒流造成管接头座渗漏

某电厂3号机组为600MW亚临界汽轮机，设计采用50%容量高压、低压两级旁路。为了加热低压旁通管，从再热段上游引出一根小管，连接到低压旁通阀的前面。高温蒸汽经此小管流至低压旁通阀前，再经低压旁通进口管返回再热管。热点栏目。机组投运半年后，发现再热热段管接头焊缝漏水，并出现多处裂纹。经分析，由于再热热段直径较大，从暖管出口点到低侧叉管的压差很小，导致暖管内的蒸汽流量很小。由于温管本身的散热作用，管内的蒸汽会降温。形成少量冷凝水。由于温管布置在主管上方，冷凝水流回再热热段上的管接头座并被蒸发干，造成管接头座焊缝温度交变而产生应力疲劳。现场测量暖管外壁温度，发现低于相应蒸汽压力下的饱和温度，证实管内存在冷凝水。

2.7 排水箱底部积水造成气缸漏水

某电厂2号机组为1000MW超超临界汽轮机。左右两侧再热段管道底部均设有排水箱。圆柱体直径为203×15.09mm，长度为920mm。每个排水罐均配有一个浮球式液罐。位开关。机组运行一年半后，B侧管道排水箱筒下部出现泄漏。泄漏点位于液位开关下方出水管正下方约100mm处。更换疏水罐后，对泄漏筒体进行解剖，发现筒体内壁泄漏区域存在大量环向裂纹。在环向裂纹的上部还发现了纵向微裂纹，液位开关出口管口处也发现了裂纹。分析裂纹产生原因：机组冷启动、负荷增大和正常运行时，液位开关及上下出水管受热或因散热，内部蒸汽凝结，冷凝水回流沿出水管排至排水箱。 。由于疏水罐筒体温度较高，流入的冷凝水在出水管口和下筒体处产生温度交变应力。由于机组多次启停和长时间运行，出水管口处出现裂纹，筒体内壁也产生纵向疲劳裂纹。机组正常运行时，若疏水罐内液位较低，疏水阀将关闭。由于排水箱和排水管本身的散热作用，内部蒸汽会冷却并产生冷凝水，导致水位缓慢上升；另一方面，排水槽的筒体与再热段相连，固定端温度高达600℃，这会导致沿筒壁向下传导，但由于散热而逐渐下降。如果排水罐保温设计或施工质量不理想，排水罐底部温度会下降到相应蒸汽压力下的饱和温度，导致排水罐底部积水；由于运行机组负荷的变化，再热蒸汽压力也会发生变化，积水位高度和饱和温度也会发生相应变化。在液位变化时，筒体金属产生交变应力，长期积水运行使筒体产生周向疲劳裂纹。机组运行时，测量排水箱底部外壁温度和液位开关出口管温度。发现低于相应蒸汽压力下的饱和温度，证实排水箱底部有积水，液位开关出口管内有凝结水。 ，只是因为疏水罐内的液位很低，所以没有被液位开关检测到。

三、汽轮机排水系统设计应注意的问题

3.1 疏水合并

对于汽轮机排水系统来说，安全性比经济性更重要。以往，由于疏水阀质量、管道施工质量等原因，经常发生疏水阀泄漏的情况。为了减少蒸汽泄漏，提高经济性，对同类管道的疏水阀进行了优化合并。合并的原则是：必须是同一单位的相似陷阱。不同工况下要求压力一致，排水口标高要求一致等。对于疏水合流，不仅要考虑疏水阀开启时的疏水情况，还要考虑疏水阀开启时的压力是否一致。当陷阱关闭时，每个陷阱都是一致的。否则，管道中的冷凝水将流向压力较低的一侧，从而导致该侧损坏。排水口周围的金属中会产生交变应力。对于连接到同一排水集管的不同排水管，压力水平也必须相同，最好完全相等。即使如此，也必须考虑一些特殊的运行条件，例如涡轮跳闸、热启动等，此时设备和管道内部可能处于真空状态。当排水口有压力时，排水阀一旦打开，就会造成积水和冷蒸汽回流。无论是疏水阀前排水管的组合，还是疏水阀后合并到同一排水管总管，都应认真研究，防止排水沟窜流、积水倒流和冷蒸汽倒流。无疏水合并或较少疏水合并是防止疏水沟道和冷蒸汽回流的有效措施。疏水转移是管道中疏水合并的一种形式。由于疏水温度一般低于注入管内的金属温度，少量转移的疏水水会被蒸发，很容易在排水口附近的金属中产生温度交变应力。设计时要尽量避免。

3.2 陷阱控制逻辑

汽轮机启停阶段，疏水阀一般根据机组负荷进行控制。当单位负荷小于一定值（如20%）时，疏水阀自动打开。其他工况下，也是根据疏水罐液位、上下管道温差等进行控制。汽轮机冷态启动时，由于金属温度较低，蒸汽被冷却并产生冷凝水开yun体育官网入口登录APP下载安装，需要疏水性；但汽轮机在热态启动、停止或跳闸时，汽缸和汽阀的金属温度较高，汽轮机本体与汽轮机本体接触。冷凝器接通并处于真空状态，内部不会产生冷凝水。然而kai云体育app官方下载，排水集管和排水膨胀容器往往会因其他管道的排水而形成一定的压力，从而存在冷蒸汽回流至汽轮机的风险。因此，汽轮机疏水阀不能简单地按单位负荷进行控制，应根据不同工况对不同位置的疏水阀进行控制。建议疏水阀仅在冷启动时按负载控制，其他工况下不按负载控制。内部无积水时无需打开；气缸疏水阀确认排出口无压力后方可开启；在排水口温度和压力确定的情况下，可以根据温度是否低于相应蒸汽压力下的饱和温度+10℃来控制排水阀的开关。

3.3 积水和冷蒸汽回流监测

监测管道积水常用的方法有：在管道低点设置排水箱，通过液位开关或筒壁上下温度进行监测；在管道顶部和底部布置测温点，根据温差进行监测。对于汽缸底部、主蒸汽阀座、管道排水箱等蒸汽管道上可能积水的部位，也可以仅利用这些部位现有的测温点或增设测温点，结合内部蒸汽压力，根据温度是否达到相应蒸汽压力下的饱和温度，可以判断内部是否有水。监测冷蒸汽是否通过排水管回流，可以根据相应的排水阀是否打开以及排水管进出口的压力、温度和温度变化来判断。如果疏水阀管内有压力，会引起蒸汽倒流；如果疏水阀关闭，则肯定不会出现蒸汽回流；如果有冷蒸汽回流，这些部位的温度会下降，且下降速度明显快于其他部位，布置在管道底部、排水总管、靠近设备排水口、管道和设备上下对称，可监测是否有冷蒸汽回流。

3.4 抽采管道排水及回汽控制

如果抽汽管内积水，当汽轮机跳闸时，现有的水就会汽化并流回汽轮机，造成失速或叶片损坏等事故。因此，排除管道内的水是防止水蒸气倒流的最佳方法。一方面，要保证第一道隔离阀前、管道低点处有排水管。另一方面，要能够通过排水箱的液位开关和管道顶部和底部的温度来正确判断管道内部是否有积水。可利用管道最低点测温点、测温点等来判断管道内部是否有积水，并可采用联锁控制疏水阀消除内部积水。

3.5 汽轮机排水或冷汽回流控制

如果汽轮机停机后冷蒸汽回流到汽缸内，会造成上下汽缸温差较大，造成汽缸变形，严重影响汽轮机的开机和重新启动。由于停机后汽轮机内部与凝汽器相连，处于真空状态。当汽轮机内部温度仍然较高（大于150℃）时，内部不会出现冷凝水。汽轮机疏水阀可隔离，防止冷蒸汽回流。关于汽轮机本体上排水管的布置，不应与其他排水管合流，而应独立排放至凝汽器开运网站登录入口，以保证排放口压力最低。对于汽轮机本体疏水阀的布置，我们还可以考虑将其尽量靠近疏水口放置，这样通过高温热传导，可以使疏水阀前疏水管的温度高于疏水阀前疏水管的温度。饱和温度在相应的蒸汽压力下，以避免蒸汽凝结和积水。退货风险。

4. 结论

(1)汽轮机排水系统的设计关系到汽轮机设备运行的安全性和经济性。为了提高机组运行的经济性，一些电厂对排水管道进行优化合并。随着时间的推移，安全问题逐渐暴露出来，必须认真对待疏水合并问题，特别注意疏水窜流和回流问题；

(2)疏水阀的控制逻辑由单位负荷控制，使汽轮机在冷态启动时能及时排出各处积水。但汽轮机在热态下启动、跳闸或停机时，设备和管道内不会积水。 、由于汽轮机内部处于真空状态，如果打开汽轮机相关疏水阀，则存在冷蒸汽回流的风险；

(3)针对一定工况下汽轮机疏水管内冷蒸汽回流现象，需要改进汽轮机疏水管的设计和疏水阀的控制逻辑。这些排水管应直接排放到冷凝器，并避免连接到可能导致加压的排水集管或排水膨胀容器。当汽轮机内部温度仍较高时，可将与汽轮机本体有关的疏水阀隔离，或在确认排气口无压力后打开；

(4)根据汽轮机汽缸底部、泄水箱底部及相关管道底部测得的温度，结合其内部压力，比较相应蒸汽压力下的饱和温度，可以判断这些设备内部是否有积水，并据此发出警报。信号，可作为相关疏水阀自动控制的依据；

(5)汽轮机排水系统中疏水阀均设计有手动控制功能，加强对汽轮机运行参数的监测。必要时可以采用人工干预的方式打开或关闭相应的疏水阀，这也防止了汽轮机设备及相关管道内积水、进水和冷蒸汽。回流焊的有效手段。