低压加热器系统疏水不畅原因及解决方案

徐庆磊，顾琼彦

(1.上海电气集团股份有限公司，上海，201199；2.上海电气电站设备有限公司，上海，200090)

0 概 述

一直以来，在300～600 MW 亚临界、超临界机组中，布置在凝汽器颈部的LP7、LP8低压加热器(简称LP)共用1个壳体。LP7向LP8疏水时不畅，是一个共性问题[1]。降低LP8的上级疏水进口管的高度，是解决疏水不畅的有效措施之一，并在各型机组改造中取得了成效。但是，随着机组中汽轮机的通流改造、供热改造等革新技术的实施，机组的抽汽参数发生了较大的变化，特别是末两级低加的抽汽压力更接近，导致级间压差被进一步减小，疏水不畅的问题被再度凸显。

在660～1 000 MW超超临界机组中，低加疏水系统中设置有疏冷器，通过合理的管道及系统布置，在重力、级间压差的推动下，疏水被疏送至下一级低加。疏水从末两级低加经过疏冷器，再经疏水立管顺畅地送至凝汽器。

1 亚临界超临界机组低加系统疏水不畅

传统意义上的低加疏水不畅现象，最早发生在石横电厂300 MW机组(国内首台引进型)。当负荷降至70%额定负荷时，七级、八级间的抽汽压差，仅为0.039 MPa。LP7到LP8的正常疏水需要克服LP7自身疏冷段压降(约0.012 MPa[2])、LP7疏水出口到LP8疏水进口高度差(约2 m)、阀门压损及沿程管道的压力损失等，这些阻力造成正常疏水的疏送困难。

级间压差由汽轮机的热平衡所决定的，LP7疏冷段是用以换热，两者的参数设置均不宜且无法改变。最简单有效的解决方案，是降低LP8疏水进口的位置，减少高度差(约2 m)。对低加疏水不畅进行改造的方案，如图1所示。

图1 对低加疏水不畅的改造方案

将LP8疏水进口管下移的同时，取消了原有垂直管段，减少约2 m的静压头，占原有总高度差的65%。改造后，当机组负荷为60%～70%时，可确保正常疏水阀畅通、危急疏水调节阀不会动作，满足运行要求。改造方案的实施相对较为容易，新建机组可在设备制造时实施，对于老机组改造，可采用疏水进口管加装带小孔的套管代替挡板。截止目前，国内已有若干电厂(国电聊城、淮北虎山、宝山新乡)实施了改造方案，且取得了较为理想的效果。

近年来，有些机组实施了汽轮机通流改造及供热改造，在采用这些技术革新后，末两级低加在机组较高负荷的情况下，又出现了疏水不畅等现象。现以某600 MW机组为例，当机组负荷为300 MW时，LP7、LP8抽汽压力的变化，如表1所示。

表1 主机改造前后抽汽压力的变化 单位：MPa

在此之前，电厂已调低了LP8的疏水进口管的位置，当疏水不畅的问题再次发生后，对低加设备而言，还可以取消LP7的疏冷段，以缓解疏水不畅的问题，但会带来一定的经济性损失。因此，建议从系统布置、管道阀门等方面采取措施，如采用取消2只隔离阀、用旋转式可调球阀代替阀芯升降式调节阀、简化管道布置(减少弯头、取消异径管、截弯取直)等措施，也可取得不错的效果。

除此之外，欲彻底地解决亚临界及超临界机组中固有的末级低加疏水不畅问题，可以参照660～1 000 MW超超临界机组的低加疏水系统，即增设疏冷器，通过对机组的升级改造来实现。

2 带疏冷器的超超临界机组低加系统

在660～1 000 MW超超临界机组的低加疏水系统中，无疏冷段的末两级低加LP7、LP8，疏水自流入疏冷器。超超临界机组低加疏水系统的布置，如图2所示。

图2 超超临界机组的低加疏水系统

疏冷器(SL)是该系统的核心设备之一。通过对LP7、LP8、SL及疏水立管的合理布置，能够有效解决末几级低加的正常疏水问题，并且，可取得不错的经济效益[2]。带疏冷器的低加疏水系统的三维模型，如图3所示。末两级低加及疏冷器疏水系统的布置，如图4所示。

需要注意的是，在正常运行时，LP7、LP8壳体内部是没有疏水的，疏水水位线均处于各自正常的疏水管道中。从图4可知，2台低加各自的疏水水位所处高度对应的压力，可利用公式分别计算：

图3 带疏冷器的低加疏水系统的三维模型

图4 末两级低加及疏冷器疏水系统的布置

Plev=P-ΔP-Pg-Pkond-PH

Plev—低加正常水位高度对应的压力，MPa；

P—低加正常疏水出口压力，MPa；

ΔP—疏冷器管侧压力损失，MPa；

Pg—疏水管道沿程损失，MPa；

Pkond—疏水立管进口处压力，MPa；

PH—疏水进疏水立管高度对应的压力，MPa。

在布置带有疏冷器的低加疏水系统时，需着重注意多个方面的问题。

(1)计算所得的低加正常疏水水位高度，应满足h2>0，且0

(2)2台低加疏水管路的汇合位置，应尽可能靠近疏冷器的疏水进口处。

(3)对于1 000 MW机组，疏水管路应布置在零米左右。对于660 MW机组，应根据实际计算结果进行处理。

正常疏水系统的布置方案，已在国内众多的超超临界机组中得到了成功应用，有效地解决了疏水不畅的问题，并取得了不错的经济效益。

对于亚临界超临界机组，也可通过增设疏冷器，解决低加疏水不畅的问题，实现机组跨代升级的综合改造。实施时，应取消LP7的疏水冷却段，增加1台疏冷器，并将疏冷器布置在零米层，位于LP8 和轴封冷却器之间。LP7、LP8的正常疏水具有进汽压力下的饱和温度，随即被输送至疏冷器SL的管侧，再与疏冷器SL壳侧的凝结水进行充分换热，最终排入凝汽器。此项改造方案，需由汽轮机厂家出具相应的热平衡图，还需对管道、基础进行合理的布置。改造方案实施后，不但可以彻底解决低加疏水不畅的问题，还可为电厂带来较为可观的经济效益。

3 结 语

以亚临界、超临界和超超临界机组的低加疏水系统为研究对象，针对低加疏水不畅等问题展开了探讨，并提出了多种解决方案。目前，已有很多亚临界或超临界机组实施了改造，较为简便的方法，是降低LP8的疏水进口高度。然而，有些机组在实施汽轮机的通流及增容改造后，机组的运行参数发生了变化，造成末两级的抽汽压力差值进一步缩小，再度显现了疏水不畅的问题。因此，建议在亚临界、超临界机组中增设疏冷器设备，实现机组的跨代升级改造，不但能彻底解决机组疏水不畅的问题，还可提高机组运行的经济性。