下载文档原格式
冶金动力METALLURGICAL POWER 2019年第2期总第228期汽轮机疏水系统的几种水封黎旭（杭州中能汽轮动力有限公司，浙江杭州310018）【摘要】汽轮机疏水系统中有时要用到U型水封管，这种疏水方式结构简单，没有机械传动和电气元件，运行可靠，维护方便。
根据使用场合不同，需要选择不同种类的U型水封管，并根据使用条件对水封管的直径和长度进行计算，以保证其疏水通畅、不漏气。
【关键词】水封；疏水；汽轮机【中图分类号】TK26【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2019)02-0050-03Water Seals for the Drainage System of Steam TurbineLI Xu(Hangzhou Chinen Steam Turbine Power Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang310018,China)【Abstract】The drainage system of steam turbine sometimes uses U type water seal pipe,which has the characteristics of simple structure,without mechanical drive or electric elements,reliable operation and easy maintenance.Different types of U water seal pipe should be selected according to different usage conditions,while the diameter and length of water seal pipe should be calculated according to specific usage condition,to ensure smooth drainage without air leakage.【Keywords】water seal;drainage;steam turbine引言汽轮机疏水系统是将汽轮机本体、辅机和管道中的凝结水通过疏水管导出，以防止积水冲击造成汽轮机叶片损伤、大轴弯曲、管道振动等事故[1]。
汽轮机疏水系统技术特点及负压稳定性维护摘要：汽轮机在重新启动或者长时间停机后启动的过程中，势必需要蒸汽管道与汽缸的预热处理过程，同时还需要确保温度能够达到允许汽轮机升速以及带负荷的条件。
在汽轮机系统设计中，疏水系统是其重要的组成部分，通过设置疏水管可以在汽轮机的启停、负荷变动和运行过程中，有效控制疏水阀，将汽轮机内部积水排出，避免汽轮机设备和相关管道等出现冷蒸汽回流问题，造成设备损伤。
因此，相关人员在对汽轮机设备进行管理时，需要掌握疏水系统的常见故障，并采取有效对策，保证汽轮机的安全、稳定运行。
关键词：汽轮机；疏水系统；措施随着当前我国社会的不断发展，汽轮机设备的应用越来越常见，具体到汽轮机的实际运行中，疏水系统作为比较关键的重要组成部分，应确保汽轮机本体设备能够通过相关管道进行输水管的设置，进而控制疏水阀将汽轮机中的积水及时排除，避免其较大程度上影响汽轮机运行安全性效果。
在汽轮机疏水系统的运行中，其还能够表现出较为理想的经济性优势，较好实现汽轮机整体应用性能的优化。
基于此，重点加强对于汽轮机疏水系统的研究极为必要，需要有效规避当前比较常见的各个隐患威胁，确保运行流畅有序，充分发挥经济性和安全性保障价值。
一、汽轮机疏水系统技术运行问题在汽轮机疏水系统的设计应用中，重点加强对于相关需求的详细分析是比较重要的一个方面，以确保疏水系统能够在汽轮机任何状态下实现对于本体设备以及相关管道设备积水的排出，进而也规避因为积水回流带来的较大隐患威胁。
结合当前汽轮机疏水系统的运行，虽然确实能够表现出较为理想的作用价值，但是因为设置不当，或者是运行条件不合理，很容易在运行中出现一些明显的缺陷问题，其中较为常见的问题表现在以下方面。
1、冷蒸汽回流导致气缸上下温差增大。
对于汽轮机疏水系统的运行，其出现冷蒸汽回流问题的威胁是比较大的，因为冷蒸汽的回流必然会导致气缸上下温差比较大，进而也就很可能会对于气缸自身带来较为明显的威胁影响，甚至会直接影响到整个汽轮机运行效果，比如机组的再次启动就可能受到较大威胁。
汽机疏放水系统讲解一、概述一般疏水分为汽轮机本体疏水和系统疏水两大类。
汽轮机本体疏水包括汽缸疏水,及直接与汽缸相连的各管道疏水,包括高、中压主汽门后,与汽缸直接连通的各级抽汽管道阀门前,高压缸排汽逆止门前,轴封系统等。
其他的疏水归类为系统疏水，如小机第一级汽缸、高压导汽管、内汽封疏水等等。
机组设计的疏水系统,在各种不同的工况下运行,应能防止可能的汽轮机外部进水和汽轮机本体的不正常积水,并满足系统暖管和热备用要求。
大型汽轮机组在启动、停机和变负荷工况下，蒸汽与汽轮机本体和蒸汽管道接触，蒸汽一般被冷却。
当蒸汽温度低于与蒸汽压力相对应的饱和温度时，蒸汽就凝结成水。
若不及时排出这些凝结水，它会积存在某些管段和汽缸中。
运行中，由于蒸汽和水的密度、流速不同，管道对它们的阻力也不同，这些积水可能引起管道水冲击，轻则使管道振动，产生噪声污染环境；重则使管道产生裂纹，甚至破裂。
更为严重的是，一旦部分积水进入汽轮机，将会使动静叶片受到水冲击而损伤、断裂，使金属部件因急剧冷却而造成永久性变形，甚至导致大轴弯曲。
另外汽轮机本体疏放水应考虑一定的容量，当机组跳闸时，能立即排放蒸汽，防止汽轮机超速和过热。
为了有效防止汽轮机发生这些恶劣的工况，必须及时地把汽缸和蒸汽管道中积存的凝结水排出，以确保机组安全运行。
同时尽可能地回收合格品质的疏水，以提高机组的经济性。
为此，汽轮机都设置有疏水系统，它包括汽轮机的高、中压主汽门前后，各主汽、中压调节阀前后及这些高温高压阀门的阀杆漏汽疏水管道，抽汽管道，轴封供汽母管等。
另外汽轮机的辅汽系统，小汽轮机本体及高、低压主汽门前后进汽管，除氧器加热以及高低加等系统也都有自己的疏水系统。
这些疏水有直接排放至疏水扩容器后回收至凝汽器的，也有直接排放至地沟的。
汽轮机疏放水主要由以下部分组成：主蒸汽、再热蒸汽管道上低位点疏水，汽轮机缸体及主汽调门、高压导汽管疏水，抽汽管道疏水，给水泵汽轮机供汽管道疏水、辅助蒸汽、除氧器加热管道疏水，轴封系统疏水及门杆漏汽，其它辅助系统的疏放水等。
330MW机组锅炉暖风器及疏水系统改造【摘要】本文主要介绍了旋转式暖风器的特点、主要的技术参数及其结构组成特点，在此基础上了介绍了暖风器的工作机理，最后深入研究了暖风器及疏水系统的改造设计思路，并提出了相应的改造方案。
【关键词】暖风器；工作原理；结构特点；改造方案0.引言暖风器是利用汽轮机低压抽汽加热空气预热器进口空气的热交换器，安装在送风机出口与空气预热器入口之间，故又称前置式空气预热器。
随着电站设备的综合经济性及使用寿命的考虑，暖风器作为电厂主要的锅炉辅机设备之一，越来越被重视。
较其他加热方式，如热风再循环、电加热等更具经济性和实用性。
加装暖风器，使进入空气预热器的空气温度升高，空气预热器壁温升高，从而可防止低温腐蚀。
而且在锅炉冷态启动中，暖风器可用来提高点火风温，改善初始燃烧条件，不仅节省启动用油，而且大幅降低未燃烬油烟油垢聚积在尾部而引发二次燃烧可能性。
是锅炉安全经济启动不可缺少重要措施之一。
采用暖风器后，使空气预热器的传热温差减小，锅炉排烟温度也就下降，锅炉热效率提高，但暖风器是以汽轮机低压抽汽为加热热源，低压抽汽量的增加，使汽轮机循环效率提高。
锅炉热效率下降，汽轮机效率提高，两者相互抵偿，所以全厂效率基本不受影响。
换热效率是暖风器的主要设计要素，也是考虑电厂综合效率的关键，目前暖风器是以广泛使用的螺旋翅片管为换热元件，它具有结构紧凑，阻力小，散热面积大，焊接牢固，不易积灰等优点，和其他换热元件比较其换热面积扩大5～6%，节能效果显著，其阻力特性和传热效率均得到国内外的认可。
锅炉的空气预热器入口端采用暖风器后，可以避免在预热器金属表面造成的氧腐蚀和三氧化硫造成的硫酸腐蚀，使金属壁的积灰大为减轻，不致因堵灰造成引风阻力的增加，从而大大延长空气预热器的使用寿命，确保机组的安全运行。
尤其在低负荷及原煤含硫量较大时，暖风器的投入使用就充分体现了必要性和重要性。
暖风器疏水的回收方式是利用磁力驱动泵，把回收水打至除氧器。
330MW机组低加疏水系统的改进1前言华电中宁发电有限责任公司#1、2机是由上海汽轮机厂制造的N330―16.7／537／537型汽轮机组，分别于2004年12月和2005年11月投产发电。
该机组回热加热系统由三高、四低一除氧组成，其中#5、6、7、8低加为表面式加热器，为哈尔滨汽轮机辅机厂生产制造，#7、8低加合为一体放置在凝汽器喉部。
低加疏水采用逐级自流的方式，最终由#8低加排入凝汽器。
为保证机组的安全运行，各加热器除设有正常疏水外，还设有一路紧急疏水，在事故或低加水位过高时将疏水直接排入到凝汽器。
2现状分析华电中宁发电有限责任公司#1、2机组投产以来，一直存在#7低加疏水不畅的问题，即在#7低加正常疏水调阀全开的情况下，低加水位仍持续升高，导致#7低加紧急疏水调阀必须开启一定开度方能维持低加正常水位，其中#1机组#7低加在正常运行中疏水紧急放水门开度在27％～53％之间，#2机组#7低加在正常运行中疏水紧急放水门开度在26％～50％之间。
由于#7低加运行中紧急放水门不能完全关闭，致使＃7低加的部份疏水不能到＃8低加加热凝结水，而是流到凝汽器，使部份疏水中的热焓释放在凝汽器中（#7低加紧急放水温度在90℃左右），#1、#2机组#7低压加热器运行中的不正常疏水，导致了如下两个严重后果：2.1安全问题按设计要求，危急疏水仅是在加热器水位高时才动作，而平常是由正常疏水调节阀控制水位的，两者控制特性不同。
现正常疏水工作不正常，若危急疏水阀出现机械故障或控制部分发生故障，则会由于抽汽管道上无阀门而无法隔离汽侧造成停机甚至汽缸进水事故。
2.2经济性问题加热器的疏水由于不从正常疏水口走而从危急疏水管道直接排走，一方面导致加热器无水而使加热器内传热恶化，传热效率降低；另一方面又造成疏水冷却段完全失效，使加热器的疏水端差增加。
上述都会增加汽轮机的热耗率。
3 原因分析我们通过对运行参数进行观察，以及查阅设计图纸等相关资料，并结合现场管路的布置，认真分析#7、8低加的运行状况，如表1及图1所示：表1 # 7、8低加运行参数统计从表1中可以看出，#1机组在各个负荷工况下，#7、8低加之间的压差均大于并接近设计值（53kpa），但各个工况下#7低加紧急疏水调门均有一定的开度，且负荷越高开度越大，说明疏水量越大疏水越不畅。
胜利发电厂300MW汽轮机组疏水系统的改造摘要：胜利油田胜利发电厂4号汽轮机原疏水系统结构不合理，针对原系统存在空间狭小不利于巡检、阀门排列紧密手轮磕碰操作不便等问题进行了改造。
改造的重点是简化、改装一些结构不合理的疏水管路、阀门和控制部分。
改造后，疏水系统结构更为合理，更利于机组的安全稳定运行，产生了较好的经济效益。
关键词：胜利发电厂；300MW汽轮机；疏水系统；改造胜利发电厂4号机组为C300/237-16.7/0.39/537/537型汽轮机组，属亚临界中间再热两缸两排汽采暖抽汽凝汽式汽轮机。
东方汽轮机厂生产制造，由西北电力设计院设计。
机组参数见表1。
汽轮机原疏水系统由于设备系统结构不合理，利用机组大修期间，对汽轮机疏水等系统进行了改造，达到了预期的效果。
一、目前4号机疏水系统附属设备存在的问题自4号机组疏水系统因初期安装未考虑现场实际操作需要，造成目前现场空间狭小，闷热。
特别是4A扩容器及附属疏水支管阀门布置极不合理，手动阀门排列较密，阀门手轮互相磕碰，操作不便；气动阀均布置在手动门内侧，各疏水支管间距只有150-200mm，检修人员根本无法进入里面进行检修。
待解决的问题主要有如下四个方面：1.巡检：如疏水管道或阀门泄漏时，由于管道阀门被铁皮全部遮盖，无法判断漏点位置；2.操作：运行人员就地检查、操作阀门困难，阀门扳手几乎无法使用；3.热工：气动门全部布置安装在手动门内侧，内部空间狭小，闷热，热工人员根本无法调试；4.机务：检修人员因阀门位置不当而无法进行维护及检修。
二、疏水系统改造经过现场测量，疏水系统进行如下改造以解决目前存在的问题。
1.为便于疏水管道布置摆放，将北侧4A胶球泵移至主油箱西侧，其附属管道重新布置。
2.将4号机凝结水最小流量阀至凝汽器的管道抬高重新布置，使4A扩容器南侧留出空间布置疏水管。
3.将8号低加逐级疏水管道抬高沿供热抽汽管道上方接入4A扩容器。
使4A 扩容器北侧留出空间布置疏水管。
330MW汽轮机疏水系统设计手册—GBV WR 2985 共12页翻译/编制：杨舰 98年7月20日校对：朱文贵 98年8月20日编辑：杨舰 98年9月10日打字：杨舰 98年9月15日审定：年月日批准：年月日北京重型电机厂GBV WR 2985汽轮机疏水系统目录0.目录 (1)1.系统作用 (2)2.系统简介 (2)3.运行 (3)4.控制与仪表监测 (3)5.动力不足或控制流体不足时情况分析 (5)6.与其它系统的联接 (5)逻辑符号及流程图 (7)汽轮机疏水系统1.系统作用疏水系统有以下作用：●在每个汽缸蒸汽室和蒸汽管道，包括通向给水加热器的抽汽管道内，任何位置外的水都能疏出。
●起动时加热汽轮机内的金属部件到饱和温度以上。
●中压缸起动时，使高压缸维持在真空下。
●低负荷运行时，通过喷水控制低压缸排热。
2.系统简介关于电动部件，请参见电力辅助设备清单。
21.常用疏水管路高压外缸疏水管路：GPV 006 T保证高压外缸低点处的冷凝水的排出。
疏水通过自身重力流向高压缸排汽口。
中压外缸疏水管路：保证中压外缸低点处的冷凝水的排出。
疏水通过自身重力经过蒸汽管道到6#给水加热器。
高压缸排汽管疏水管路：AC0 004 T汽轮机正常运行时，高压缸排空阀关闭，疏水通过逐级自流管路GPV 032 PU排出，使管路维持在饱和温度下。
逐级自流管路配GPV HV 112、止回阀GPV HV 132和旁路阀GPV HV 192。
22.启动用疏水管路每个启动用疏水管路都配套装有两个阀门：手动阀、受电磁阀控制的单功能气动阀。
手动阀装在气动阀前面，确保隔离。
高压缸排汽管道只配有一个电动阀，是因为它与汽轮机运行没有直接联系，不是真正的疏水阀。
●主蒸汽管道疏水：ACO 001 T这些疏水管的控制在ACO系统里介绍。
●高压调节阀逆流疏水管：GPV 001 T该疏水管收集主蒸汽室内底部的冷凝水，在启动时暖管暖机。
装有一手动阀GPV HV 103、一气动阀GPV UV 003和一个疏水节流孔板GPV 003 DI。
●高压调节阀顺流疏水管：GPV 002 T该疏水管收集高压缸进汽口与主蒸汽室之间的主蒸汽管内底部的冷凝水。
装有一手动阀GPV HV 104、一气动阀GPV UV 004和一个疏水节流孔板GPV 004 DI。
●高压缸第一级自流疏水管：GPV 005 T该疏水管在启动时收集高压缸第一级流出的冷凝水。
装有一手动阀GPV HV 110、一气动阀GPV UV 010和一个疏水节流孔板GPV 010 DI。
●高压排汽逆止阀顺流疏水管：ACO 003 T该疏水的控制在ACO系统里介绍。
●再热管疏水：ACO 002 T该疏水的控制在ACO系统里介绍。
●再热截流阀逆流疏水：GPV 003 T用于启动时加热中压蒸汽室。
装有一手动阀GPV HV 117、一气动阀GPV UV 017和一个疏水节流孔板GPV 017 DI。
●中压顺流截止阀疏水：GPV 004 T该疏水管将截止阀与中压缸进汽段较低出的凝水收集。
装有一手动阀GPV HV 118、一气动阀GPV UV 018和一个疏水节流孔板GPV 018 DI。
●抽汽逆止阀逆流疏水：将蒸汽管道中的疏水排向给水加热器，防止水倒流流入汽轮机。
由给水加热系统控制（ABP，ADG，AHP）。
23.高压缸排空疏水在中压缸启动时允许高压缸内形成并保持真空。
装有一个电动阀GPV UV 512、一个压力开关GPV PSH 012和一个疏水节流孔板012 DI。
24.低压排汽喷水装置低负荷运行时，凝结水抽出沿低压末级叶片出汽周围喷出，以吸收末级叶片产生的热量。
该系统包括：●流速调节孔板 GPV 043 DI●气动隔离阀 GPV UV 040●两个过滤网GPV 040 FI和GPV 041 FI以防止喷水喷嘴阻塞，每个过滤网又分别配有顺流逆流隔离阀（GPV 140 和GPV HV 142供GPV 041 FI，GPV 141和GPV HV 143供GPV 041 FI），这样在电厂运行中可通过互换各自的隔离阀使两个过滤网互换位置。
●两个节流孔板以平衡喷嘴前后的水流量。
3.运行31.正常运行机组负荷超过20%时，所有启动疏水管路受控制台上的开关GRE HSN 001而关闭。
高压缸排空阀关闭。
32.启动时疏水管路全部打开。
排空阀的位置取决于高压缸的温度。
若高压缸是冷却的，排空阀保持关闭。
高压缸则在升速过程中由再热蒸汽加热。
再热蒸汽通过高压排汽逆止阀进入旁路系统。
若高压缸已足够热，排空阀打开使高压缸内形成真空。
在高压切换时排空阀是关闭的。
33.减负荷─厂用电运行机组负荷降至低于20%时，启动疏水管路全部自动打开。
高压切换完成后，高压调节阀关闭，高压排空阀打开，在高压缸内形成真空。
34.汽轮机跳闸此时高压真空阀打开，启动疏水管路全部打开，高压缸内形成真空。
35.系统阀门操作试验规定做蒸汽阀门试验时，相关疏水管路都要打开。
4.监控与仪表监测41.逻辑控制方式控制室内控制台：GPV HSN 001：疏水管路开关“ON/OFF”42.逻辑图表（见754R90274）421.启动疏水管路的操作高压第一级顺流疏水管路GPV UV 010：阀门在以下几种情况下打开：●手动操作（GPV HSN 001）●汽轮机跳闸后●机组负荷降至低于20%机组负荷超过20%时，通过人工切断开关（GPV HSN 001）到OFF关闭阀门。
主蒸汽室疏水管路GPV UV 003与UV 004不进行截止阀门密闭性试验时，在下列情况下阀门打开：●手动开启（GPV HSN 001）●汽轮机跳闸后●机组负荷降至20%以下●在主蒸汽阀进行常规试验时在以下几种情况下阀门是关闭的：●若机组负荷超过20%且不进行主蒸汽阀常规试验时，通过疏水系统开关“OFF”状态（GPV HSN 001）关闭阀门。
●进行截止阀密闭性试验。
再热蒸汽室疏水管路：GPV UV 017与018不进行截止阀门密闭性试验时，在下列情况下阀门打开：●手动开启（GPV HSN 001）●汽轮机跳闸后●机组负荷降至20%以下●在再热蒸汽阀进行常规试验时在以下几种情况下阀门是关闭的：●若机组负荷超过20%且不进行再热蒸汽阀常规试验时，通过疏水系统开关“OFF”状态（GPV HSN 001）关闭阀门。
●进行截止阀密闭性试验。
422.高压真空阀的操作GPV UV 512高压真空阀在以下几种情况下是打开的：●高压外缸温度高于190°C或汽轮机转速超过1020rpm，高压真空阀没有接到关闭指令。
●汽轮机跳闸后（开启命令只持续一分钟）。
●厂用电负荷运行后（开启命令只持续一分钟）。
高压真空阀在以下几种情况下是关闭的：●汽轮机转速低于1020rpm，且高压外缸温度低于190°C。
●由于高压缸真空阀关闭命令（GRE US 084B）。
高压真空阀位置不符：在高压缸真空阀开关命令（开或关）与阀的位置（开或关）不相符合时，经过一段延时后安全系统跳闸，控制室内显示报警信号：“高压真空阀位置不符”高压缸真空外泄：压力开关GPV PSH 012被驱动时，经过一段延时后安全系统跳闸，控制室内显示报警信号：“高压缸真空外泄”423.高压排汽逆止阀的操作：以下几种情况下，高压排汽逆止阀在电磁阀VVPUV001的协助下关闭：●高压缸真空阀没有接到关闭指令（GRE US 084B）。
●汽轮机跳闸后（命令只持续一分钟）。
●厂用电负荷运行后（命令只持续一分钟）。
由于高压缸真空阀关闭命令（GRE US 084B），高压排汽逆止阀将能量传给电磁阀VVP UV 001而能自由移动。
424. 高压排汽逆止阀旁路用于高压外缸温度低于190°C或汽轮机转速低于1020rpm冷启动时，旁路系统只在汽轮机运行时才被打开。
在以下几种情况下是关闭的：●汽轮机不在运行。
●当汽轮机转速高于1020rpm或高压外缸温度高于190°C，高压缸真空阀没有接到关闭命令时。
旁路开关阀切换至“OFF”70秒后，位置开关“旁路阀关闭”仍未被激活时，控制室显示报警信号，汽轮机安全系统收到跳闸命令“高压缸旁路阀错位”。
425.喷水阀的操作GPV UV040机组负荷降至低于20%时，电磁阀失去磁性，喷水阀自动打开。
机组负荷超过20%后，喷水阀自动关闭。
若发出打开命令10秒后，喷水阀位置开关仍未被激活，控制室显示报警信号“喷水阀位置不符”。
426.报警信号简介GPV UA 001/B 高压缸真空阀失效●高压真空阀位置不符。
●高压真空外泄。
●高压逆止阀旁路不符。
GPV UV 002/R 低压喷水阀失效●喷水阀不符。
5.动力不足或控制流体不足时情况分析51.压缩空气不足气动疏水阀打开。
高压排汽逆止阀在外力协助下关闭。
52.220V交流控制电压不足真空疏水阀打开。
高压排汽逆止阀在外力协助下关闭。
53.380V交流电压不足若高压缸在运行中，则没有反应（高压缸真空阀位置不变）。
若在减负荷或厂用电负荷运行下，由于高压缸真空阀在70秒后位置与命令不符，会使汽轮机跳闸。
6.与其它系统的联系61.与汽轮机监控系统的联系（GMA）62.与压缩空气系统的联系（SAP）63.与汽轮机控制系统的联系（GRE）64.与汽轮机安全系统的联系（GSE）65.与疏水管路复位系统的联系（ACO）66.与VVP系统的联系逻辑图表符号高压旁路逆止阀“位置不符”。
