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准电#3、4 机组采暖回收系统 对凝汽器 真空风险的分析及改造 (内蒙古国华准格尔发电有限责任公司，内蒙古 鄂尔 多斯 014300) 摘 要： 对内蒙古国华准格尔发电有限责任公司 3、4 机组投产后，采暖回收系统对凝 汽器真空产生的 风险进行了分析，并通过建立数学模型，计算出机组正常 运行时，保证凝汽器真空可靠运行前提下所需的最低水封 高度，将计算结果应用于实际生 产中，经过实际运行，在 保证机组安全性的前提下，有效地提高了机组的经济性。 关键词：采暖系统;凝汽器;真空;回收 中图分类号：TK228 文献标识码：B 文章编 号： 10076921(XX)10010302 内蒙古国华准格尔发电有限责任公司3、4 机组采 暖系统,使用经过减压后的蒸汽作为热 工质，对汽机房进 行供暖。采暖回水回收设备采用江苏阳光动力环保设备有 限公司生产的凝 结水回收器，作用是将3、4 机组采暖 回水回收至凝汽器进行再利用。工作原理为：采暖 回水进 入汽水分离器后，进行汽、水分离。当水位达到一定高度 时，汽水分离器内的浮球阀 打开，凝结水进入水箱。当水 箱水位达到一定高度时，清水泵启动，将凝结水打入凝汽 器。 当水箱水位降至一定高度时，清水泵自动停止工作。 整个系统的工作流程见图 1 所示。凝结 水回收器具体参数 为：型号：SH-11-12T/H;回水量:12m3/h；水泵扬程： 47m/H2O。 由于采暖回收装置存在凝汽器真空泄漏的风险，如果 投运，对机组的安全稳定运行带来了一 定的安全隐患。自 3、4 机组投产后，凝结水采暖回收装置一直未使用。 采暖期到来后， 采暖系统回水一直未进行回收，大量的凝 结水直接排至地沟，经济上造成了很大的损失而且 不利于 节能减排。 1 采暖回收系统对凝汽器真空风险的分析 针对采暖回收系统由于设计的不合理，对凝汽器真空 造成的多方面风险，逐一进行原因分析 。 740)this.width=740“ border=undefined 厂家对该回收装置的设计理念是将采暖回水回收至压 力容器或与大气连通的容器，而不是回 收至真空容器，而 在实际运行中则回收至凝汽器。那么就会有如下几方面原 因造成凝汽器真 空降低： 1.1 汽水分离器出问题 回收器顶部汽水分离器的汽空间直接与泵出口相连， 一旦暖气回收中断，该管道上布置的 逆止门就无法起到真 空保护的作用，造成凝汽器真空降低。 1.2 汽水分离器上的安全阀质量及设计存在风险 安全阀设计安装位置由分离器的水空间引出 ，如果采 暖回水中断，安全阀内漏就会导致凝汽器真空降低。 1.3 排污门出现内漏 通过现场观察，如果管道上的各排污门出现内漏情况， 或汽水分离 器内部浮球阀卡涩等原因，很容易造成凝汽器 真空降低。 1.4 清水泵出口母管的电动关断阀质量及设计存在风 险 因该阀门为蝶阀，如果 频繁开关操作，很难实现零内 漏的目标。如果阀门产生内漏，就会引起凝汽器真空降低。 1.5 从升压泵启停方式进行分析 该设计为泵启停条件靠水箱的液位进行控制，如果液 位开关 出现故障，将会造成水箱内的凝结水打空。虽然已 经将其改为差压变送器控制泵的启停，提 高了一定的可靠 性，但是差压变送器一旦发生故障，也难以控制泵的运行 状态。同样会使水 箱内的凝结水打空，此时空气将通过出 口母管直接进入凝汽器，使凝汽器真空降低。 1.6 从采暖回收装置控制逻辑分析 在连锁投入的前提下，当清水泵停运时，联关清水泵 出口 母管的电动关断阀，实现可靠隔离。一旦阀门与泵之 间的连锁逻辑出现问题，势必引起凝汽 器真空降低。 2 解决方案的确定 2.1 方案比选 通过分析以上原因，采取的解决方案有以下两种： 方案一：将回收器顶部的汽水分离器排空气管改为 单独排至无压放水母管或直排地沟并取 掉逆止门。取掉 射水器，并将电动蝶阀改为密封严密的电动闸阀。将汽 水分离器的安全 阀位置由水侧空间改为汽侧空间。选用 质量可靠的阀门。 优点：改造工作量小。 缺点：投入成本高，系统长期运行，阀门质量很难满 足实际工况的需要。 方案二：对采暖回收装置不做任何改动，只在采暖回 收器出口母管至凝汽器一次门前加装一 个多级水封筒，并 在清水泵出口母管至水封筒前加装一次门，原出口母管至 凝汽器一次门改 为二次门。具体设计见如图 2。 优点：投入成本小，可保证在任何工况下都不会使凝 汽器真空泄漏。 缺点：改造工作量较大。 结论：从设备运行的经济性、可靠性等多方面综合分 析，认为方案二为可行。 740)this.width=740“ border=undefined 2.2 多级水封筒的具体设计过程 2.2.1 水封筒工作原理 水封筒工作原理是利用凝汽器内的压力与水封筒内筒 中的水柱高度产生的压力之和来平衡水 封筒外筒中的大气 压，建立一个稳定的平衡，使凝汽器与大气隔绝。 2.2.2 水封不被破坏的临界条件计算 740)this.width=740“ border=undefined 计算凝汽器设计真空值时水封不被破坏的临界条件， 液体静力学计算方程如下。 P1=P2+gh 式中:P1作用在水封外筒液面的大气压力； P2作用在水封筒内筒液面的凝汽器内压力； 采暖回水密度； g重力加速度，一般取 9.8m/s2； h水封内筒所能建立的水封不被破坏的液柱高度 临界值。 采暖回水温度对应虹吸水封水柱高度安全核算结果如 表 1。 740)this.width=740“ border=undefined 根据表 1 结果可知，按照 99回水温度考虑，对应标 准大气压下的水柱高度为 10.43m。本地 大气压力为 89KPa,折 算到凝汽器运行最大真空所能的虹吸水柱高度为： 10.430.899.28m ；因采暖回收装置采用清水泵将采暖 回水压入凝汽器，故只 要保证水封高度9.28m，即可满 足要求。 2.3 改造措施及效果 根据分析，对采暖回收系统进行改造，具体措施如图 3 所示： 740)this.width=740“ border=undefined 根据现场实际的状态参数，并计算水封的高度。设计 采用 3 级水封，每级水封高度为 3m，上 筒体至凝汽器高度 为 2m，底座高 100mm。多级水封具体设计如图 4。 740)this.width=740“ border=undefined 3 结束语 XX 年 2 月，对3、4 机组采暖回收系统改造完成， 并进行了现场实际验证。经过连续运 行，不仅凝汽器的真 空未受到任何影响，并且将采暖回水全部回收。充分说明 改造方案成功 ，因此真正做到了在保证机组安全性的前提 下，提高了机组的经济性。 参考文献 1 曹润，马云.DGT480180 给水