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汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥在電廠中的應(yīng)用
    1 問題的提出
      宏偉熱電廠2#機(jī)原低加疏水系統(tǒng)運(yùn)行很不正常，尤其兩臺(tái)低加疏水泵，損壞頻繁，有時(shí)同時(shí)出現(xiàn)故障，對安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大，如圖1示：                                    

       原系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3#低壓加熱器疏水經(jīng)疏水調(diào)節(jié)門分兩路，一路直接通往2#機(jī)凝汽器，另一路疏水導(dǎo)入2#低壓加熱器，會(huì)同2#低壓加熱器疏水經(jīng)低加疏水泵送至高壓除氧器，而1#低壓加熱器的疏水直接導(dǎo)人凝汽器熱水井中，該系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)整中經(jīng)常出現(xiàn)問題，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
      （1）通常情況下，2#、3#低壓加熱器的疏水要靠低加疏水泵送至高壓除氧器，疏水量由低加疏水泵的出口調(diào)節(jié)門控制，當(dāng)調(diào)節(jié)門節(jié)流量大時(shí)，泵的出口壓力高，經(jīng)常會(huì)造成出口段各池漏點(diǎn)漏泄，加熱器汽側(cè)水位升高影響加熱器的換熱效率；當(dāng)?shù)图邮杷贸隹谡{(diào)節(jié)門節(jié)流量小時(shí)，將會(huì)造成加熱器汽側(cè)水位低或無水位運(yùn)行，使低加疏水泵汽化，造成疏水泵損壞。
      （2）由于低加疏水泵出口調(diào)整門是電動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)，線性度不好，調(diào)節(jié)系統(tǒng)滯后，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，不能實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，其運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性沒有保障，造成疏水泵軸向串動(dòng)大，電流晃動(dòng)大，軸承經(jīng)常性損壞，疏水管道振動(dòng)頻繁，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成疏水泵出、人口段與泵體斷裂，增大了維護(hù)工作量。
      （3）由于該低加疏水系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)，實(shí)際運(yùn)行中的水位難以控制，運(yùn)行人員操作頻繁，影響該系統(tǒng)及整個(gè)機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

      2 應(yīng)用汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥的可行性
      鑒于以上原因，對低加疏水系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真的分析，明確了由于低加疏水水位波動(dòng)大、自調(diào)節(jié)能力差是造成低加疏水泵損壞頻繁的主要原因。通過對低加疏水系統(tǒng)的綜合分析認(rèn)為，該系統(tǒng)必須能夠?qū)⒌蛪杭訜崞髌麄?cè)的疏水順利的導(dǎo)出，保證低壓加熱器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)又要保證運(yùn)行中的加熱器汽側(cè)保持一定的水位。這就要求該系統(tǒng)要有進(jìn)行水位自調(diào)節(jié)的設(shè)備，且該設(shè)備具有良好的自調(diào)節(jié)能力，可根據(jù)低壓加熱器水位的高低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)該加熱器設(shè)備廠家提供的資料。3#低加蒸汽入口壓力為0.42MPa，2#低加蒸汽入口壓力為0.14MPa，均為正壓，其疏水也為正壓，1#低加蒸汽入口壓力為0.067MPa，均高于凝汽器的正常工作壓力-0.092~-0.096MPa，從理論上疏水可以導(dǎo)至凝汽器，但需加裝疏水器防止蒸汽進(jìn)入凝汽器。
      由于傳統(tǒng)的浮球式、汽動(dòng)式、電動(dòng)式疏水器自調(diào)節(jié)能力差，靈敏度低。不能保證加熱器水位在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此不適于用于低壓加熱器疏水調(diào)節(jié)，通過對“汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥”工作原理的分析我們發(fā)現(xiàn)。該控制閥采用“汽液兩相流”原理，可自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器出口液體的流量，從而使加熱器達(dá)到相對穩(wěn)定的液位。如圖2所示：

 
      當(dāng)加熱器液位較低時(shí)，疏水由疏水閥入口進(jìn)入，調(diào)節(jié)汽由進(jìn)汽口進(jìn)入閥體，在閥體內(nèi)部疏水與調(diào)節(jié)汽混合，一同流向閥體的喉部，由于閥體喉部的截面積不變，疏水的有效通流面積將相應(yīng)減少，使疏水水量降低，從而達(dá)到阻礙疏水的作用。而當(dāng)加熱器水位較高時(shí)，調(diào)節(jié)汽入口管充滿疏水，不能阻礙疏水的正常導(dǎo)出，使加熱器水位迅速降低，保證了加熱器在規(guī)定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

 
      如圖3所示，該疏水閥的優(yōu)點(diǎn)就是利用加熱器本身的水位信號作為反饋信號，實(shí)現(xiàn)對疏水量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證加熱器水位在設(shè)定的范圍內(nèi)變化，同時(shí)該控制閥不需要電力驅(qū)動(dòng)，在保證安全生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，節(jié)約了大量的人力、物力和電能。因此，我們認(rèn)為在2#機(jī)低加疏水系統(tǒng)中加“汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥”，完全可以實(shí)現(xiàn)對低壓加熱器水位的高低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

      3 低加疏水系統(tǒng)的自調(diào)節(jié)控制的實(shí)現(xiàn)
      應(yīng)用“汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥”對低加疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造，需要對原有的低壓加熱器疏水系統(tǒng)進(jìn)行完善，以滿足“汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥”的工作需要，同時(shí)使低加疏水系統(tǒng)更趨合理。取消了低加疏水系統(tǒng)原有的2臺(tái)低加疏水泵、疏水調(diào)節(jié)門及部分疏水管路，加裝了低加水位信號管、汽液兩相流自調(diào)節(jié)液位控制閥，對低加疏水管路進(jìn)行部分更改，為保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行及事故狀態(tài)下的在線檢修，在低加疏水系統(tǒng)中還加裝了旁路系統(tǒng)，經(jīng)過改造后的低加疏水系統(tǒng)在投入運(yùn)行后自調(diào)節(jié)能力可靠，低壓加熱器疏水水位在設(shè)定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，整個(gè)低加疏水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。
      4 經(jīng)濟(jì)效益分析
      （1）原疏水系統(tǒng)的疏水泵在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)汽化，嚴(yán)重?fù)p壞疏水泵的工況，維護(hù)量非常大，檢修費(fèi)用高，浪費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，該為汽液兩相流白調(diào)節(jié)控制后，保證了低壓加熱器的正常運(yùn)行，且工作穩(wěn)定可靠，2002年4月系統(tǒng)改造后至2002年11月，沒有出現(xiàn)一次維護(hù)，大大減少了檢修工作量和維護(hù)費(fèi)用，預(yù)計(jì)年可節(jié)約維護(hù)費(fèi)5×104元。
      （2）原兩臺(tái)低加疏水泵電機(jī)為22kW，機(jī)組的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)在7500h左右，機(jī)組運(yùn)行時(shí)按只運(yùn)行一只疏水泵計(jì)算，年可節(jié)約電量165000kW，折合人民幣6×104元。
      （3）低加疏水系統(tǒng)改為汽液兩相流自調(diào)節(jié)控制后，減少了現(xiàn)場的泡、冒、滴、漏，提高了低壓加熱器的投入率，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

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