作 者: 华中电力集团 徐传海
摘 要: 文中由数值获知,配定速凝结水泵的冷凝水调节阀门具备阀前工作压力和工作中压力差随发电机组负载减少而提升的运作优点,可将冷凝水调节阀门建在凝结水泵与精处理设备中间的冷凝水主管上。那样,可减少冷凝水精处理设备的运作工作压力、汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的水压力,减少对冷凝水调节阀门小流量时的调整规定,减少冷凝水再次循环调节阀门的运行压力差和噪声,避免冷凝水再次循环管路震动,提升凝结水系统的稳定性并减少花费。
1 序言
大家都知道,火力发电厂发电机组设计方案时凝结水系统均采用定速凝结水泵。当发电机组负载降低(或提升)时,冷凝水泵的扬程随着提升(或降低),而冷凝水从热井至除氧器的流动阻力与滑压运作的除氧器工作压力随着降低(或提升),调整方位反过来,凝结水系统有“不必要”的压力差,必须在冷凝水管路上设调节阀门以耗费此压力差。
在我国初期设计方案的火力发电厂发电机组,按前苏联模式将调节阀门建在挨近除氧器的冷凝水管路上,在学习培训EBASCO设计技术以后,调节阀门改建在冷凝水再次循环插口(汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器后)与汽轮发电机组尾端抽汽电加热器中间的冷凝水管路上。那样,发电机组运行中低压加热器水压力低,能延长低压加热器的使用期限,并减少汽轮发电机组渗水的可能。
那样,冷凝水调节阀门的运行压力差是不是很大,组装在何处更有效,下边以徐州彭城发电厂为例子来讨论之。
2 徐州彭城发电厂介绍
徐州彭城发电厂为300MW引入型发电机组,汽轮发电机为上海汽轮机厂生产制造。冷凝水由凝结器的热井先后流过两部相互之间预留的凝结水泵、冷凝水精处理设备、汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器、冷凝水再次循环插口、冷凝水调节阀门、四台低压加热器至除氧器。
凝结水泵为上海市KSB企业生产制造,型号规格为NLT350-400×6,经济发展工作状况的总流量为780t/h,水泵扬程为294mH2O。所配电机为6kV,1000kW,转速比1480r/min。
热井至凝结水泵的管线为φ630×7mm的电焊钢管,凝结水泵至除氧器的管线为φ325×8mm的无缝管。
3 调节阀门的运行压力差
测算冷凝水调节阀门的运行压力差时常用的关键数据信息及结论见表3-1。在表3-1中,电加热器等设施的局部阻力系数由生产厂家供应的损耗及TMCR工作状况所相应的凝固水流量求取,管路配件的局部阻力系数按原苏联的最佳值选择,在其中φ630×7mm的凝结水泵进水口道的局部阻力系数按1个三通、1个截止阀、2个90°热压弯头及1个热井出入口记取, 325×8mm的凝结水泵出水口道的局部阻力系数按10个三通、12个截止阀、2个止逆阀、2个流量孔板及60个90°热压弯头记取。除此之外,一般300MW引入型亚临界发电机组投用精处理设备的时长非常短,故除表3-1中TMCR工作状况第一列的精处理设备压力降取0.35MPa(取工作中压力降O.035-0.35MPa的上限制值)外,别的各列的精处理设备压力降只按一个截止阀的压力降记取。
表3-1 300MW引入型发电机组冷凝水调节阀门的运行压力差
新项目 | 计算方法或数据来源 | 企业 | 工作状况 | ||||||
1.基本数据 | TMCR | TMCR | 89%负载 | 80%负载 | 75%负载 | 50%负载 | 18%负载 | ||
发电功率 | 查汽轮发电机组热力循环图 | MW | 320 | 320 | 267 | 240 | 225 | 150 | 54 |
总流量 | 查汽轮发电机组热力循环图 | t/h | 736.6 | 736.6 | 607.5 | 548.2 | 515.2 | 361.4 | 169.9 |
冷凝水相对密度 | 查询表 | kg/m3 | 994.7 | ||||||
2.凝结水泵通道段压力降; | |||||||||
管道内径 | mm | 616 | |||||||
过滤网压力降 | 按0.5mH2O估计 | MPa | 0.0049 | ||||||
局部阻力系数 | 3.93 | ||||||||
步骤接管长短 | m | 19 | |||||||
管路摩擦阻力 | 0.0218 | 0.0218 | 0.0222 | 0.0228 | 0.023 | 0.0232 | 0.0294 | ||
沿程阻力系数 | 0.6724 | 0.6724 | 0.6847 | 0.7032 | 0.7094 | 0.7156 | 0.9068 | ||
总阻力系数 | 4.6024 | 4.6024 | 4.6147 | 4.6332 | 4.6394 | 4.6456 | 4.8368 | ||
管路压力降 | MPa | 0.006 | 0.006 | 0.0056 | 0.0055 | 0.0054 | 0.0051 | 0.0049 | |
3.凝结水泵出入口段压力降; | |||||||||
管道内径 | mm | 309 | |||||||
除氧器喷嘴压力降(估取) | 按0.2MPa估取 | 53.445 | |||||||
局部阻力系数 | 67.44 | ||||||||
步骤接管长短 | m | 300 | |||||||
管路摩擦阻力 | 查询表 | 0.0188 | 0.0188 | 0.019 | 0.0192 | 0.0194 | 0.02 | 0.022 | |
沿程阻力系数 | 18.252 | 18.252 | 18.447 | 18.641 | 18.835 | 19.417 | 21.359 | ||
总阻力系数 | 139.14 | 139.14 | 139.33 | 139.53 | 139.72 | 140.3 | 142.24 | ||
管路压力降 | MPa | 0.5207 | 0.5207 | 0.3547 | 0.2892 | 0.2558 | 0.1264 | 0.0283 | |
4.机器设备压力降 | |||||||||
四台低加 | 由0.342MPa换算 | 91.391 | 91.391 | ||||||
轴加 | 按0.058MPa估计 | 15.499 | 15.499 | ||||||
精处理 | 33.989 | 1.22 | |||||||
机器设备阻力系数 | 140.88 | 108.11 | |||||||
机器设备总压力降 | MPa | 0.75 | 0.4031 | 0.2752 | 0.2241 | 0.1979 | 0.0974 | 0.0215 | |
5.热井-除氧水流差 | 按30m计 | MPa | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 |
6.热井-除氧压力差: | |||||||||
凝结器工作压力 | 按0.005MPa计 | MPa | 0.005 | ||||||
除氧器工作压力 | 查汽轮发电机组热力循环图 | MPa | 0.746 | 0.746 | 0.618 | 0.558 | 0.524 | 0.358 | 0.155 |
压力差 | MPa | 0.741 | 0.741 | 0.613 | 0.553 | 0.519 | 0.353 | 0.15 | |
7.总压力差 | MPa | 2.3101 | 1.9646 | 1.5409 | 1.3642 | 1.2705 | 0.8744 | 0.4972 | |
8.凝结水泵数据信息 | |||||||||
总流量 | m3/kg | 740.52 | 740.52 | 610.74 | 551.12 | 517.95 | 363.33 | 170.81 | |
水泵扬程 | 查凝结水泵曲线图 | m | 315 | 315 | 326 | 330 | 331 | 338 | 343 |
MPa | 3.0706 | 3.0706 | 3.1779 | 3.2169 | 3.2266 | 3.2948 | 3.3436 | ||
9.调节阀门工作中压力差 | MPa | 0.7606 | 1.106 | 1.637 | 1.8527 | 1.9561 | 2.4205 | 2.8464 | |
占泵压升的占比 | % | 24.769 | 36.018 | 51.512 | 57.592 | 60.623 | 73.463 | 85.129 |
由表3-1得知,冷凝水调节阀门阀前压力伴随着发电机组负载的减少而提升,冷凝水调节阀门的运行压力差伴随着发电机组负载的减少而提升。300MW发电机组冷凝水调节阀门的阀前工作压力大概在3.0~3.3MPa(a)中间,阀后工作压力大概在2.3~0.5MPa(a)中间,调节阀门较有效的型号选择数据信息见表3-2。为确保具体总流量低于230t/h时仍有不错的控制使用性能,此调节阀门宜采用等百分数流量特性。
表3-2 300MW发电机组冷凝水调节阀选型数据信息提议值
新项目 | 企业 | 较大 | 正常的 | 最少 |
总流量 | t/h | 760 | 680 | 230 |
阀前工作压力 | MPa(a) | 3.0 | 3.1 | 3.4 |
调节阀门压力差 | MPa | 0.67 | 1.3 | 2.8 |
此外可获知,300MW发电机组冷凝水再次循环调节阀门的阀前工作压力约为3.3MPa(a),其工作中压力差约为3.2MPa。
4 调节阀门的安装位置
由以上获知,发电机组降负载运行中,冷凝水调节阀门的阀前工作压力提升,冷凝水精处理设备的环氧树脂易破碎,汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的水蒸气压力差扩大使管教裂开的概率增多。若将冷凝水调节阀门移至凝结水泵与精处理设备中间的冷凝水主管上,可让300MW发电机组的冷凝水精处理设备的工作压力与汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的水压力减少0.7~2.8MPa。那样,不但增加环氧树脂的使用期限,减少运转花费,并且提升汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的稳定性,还可以减少冷凝水再次循环调节阀门的运行压力差。因而,冷凝水调节阀门宜建在凝结水泵与精处理设备中间的冷凝水主管上。
冷凝水调节阀门移至精处理设备上下游后,一旦去除氧器的凝固水流量低于凝结水泵的较小总流量和汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的较小总流量之大者时,冷凝水再次循环调节阀门就资金投入运作,使冷凝水调节阀门的较小总流量相当于凝结水泵的较小总流量和汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的较小总流量之大者,能减少对于此事阀小流量的调整规定并减少项目投资。那样,300MW发电机组冷凝水的较小总流量一般不少于230t/h,冷凝水再次循环调节阀门投用时的阀前工作压力约为0.5MPa(a),工作中压力差约为0.4MPa,比基本设计方案约低2.8MPa,阀心管径大,流动速度低,气化的可能小,可降低噪音并避免冷凝水再次循环管路震动。
5 结语
在凝结水系统配定速凝结水泵的前提下,冷凝水调节阀门具备阀前工作压力和工作中压力差随发电机组负载减少而提升的运作优点,可将冷凝水调节阀门建在凝结水泵与精处理设备中间的主冷凝水管路上。那样,可减少冷凝水精处理设备的运作工作压力、汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的水压力,减少对冷凝水调节阀门小流量时的调整规定,减少冷凝水再次循环调节阀门的运行压力差和噪声,避免冷凝水再次循环管路震动,提升凝结水系统的稳定性并减少花费。
就300MW发电机组来讲,若将冷凝水调节阀门建在凝结水泵与精处理设备中间的主冷凝水管路上,冷凝水精处理设备的工作压力与汽轮发电机组水泵密封蒸气冷却器的水压力可减少0.7~2.8MPa,相匹配冷凝水再次循环调节阀门投用时的阀前工作压力约为0.5MPa(a),工作中压力差约为0.4MPa,比基本设计方案约低2.8MPa。
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