浅谈蒸汽疏水器在火力发电厂中的应用

浅谈蒸汽疏水器在火力发电厂中的应用

杨向军 ,杨晋,徐忠兴

中国石油吉林石化公司动力二厂

摘要：蒸汽疏水器是炼化企业生产装置的常用配件，蒸汽疏水器对提高企业经济效益与精细管理具有十分重要意义,可以在侧面反映企业的现代化管理水平。本文通过介绍炼化企业蒸汽自动疏水器的技术发展、工作原理、节能作用等相关情况，供企划企业的工程技术人员在蒸汽疏水器的设计、选型及应用中提供参考。

关键词：蒸汽；疏水；疏水器；节能

1  概述

为保证火力发电厂在实际运行过程中蒸汽系统相关设备的安全性与经济性，我们需要提升蒸汽的品质。但是在实际运行过程中蒸汽系统会有凝结水存在，凝结水严重影响蒸汽系统的运行效率与蒸汽系统配套设备的安全。所以我们需要及时将蒸汽中含有的凝结水排出来，不断挖掘设备的运行潜力，达到节能增效的目的。

2  蒸汽疏水的机理

蒸汽中混合空气或者冷凝水，不同的介质相互混合会导致蒸汽的压力降低，进而导致机组效率下降。所以说蒸汽管线及蒸汽管线配套设备需要进行合理设计、安装的疏水器要有：阻汽、排水、排空气的功能，这既是蒸汽管线与蒸汽管线配套设备的安全运行的要求，也是蒸汽系统节能增效的比较条件。

蒸汽疏水由启动性疏水与经常性疏水两部分构成，启动性疏水在汽轮机组开启阶段进行疏水，蒸汽管线暖管产生的凝结水量比较大，汽水两相的冲刷也会非常剧烈，所以说启动性疏水一般采用内口比较大且耐冲刷的Y型截止阀。机组进入稳定的工作状态之后这些疏水阀需要关闭。设备进入平稳运行状态后需要进行经常性疏水，经常性疏水包括管线疏水与过程疏水两种不同工况，如图1所示。

图1  管线经常性疏水示意图

3  蒸汽管线疏水的原理

蒸汽传输时热量会不断损失，在一些部位就会有凝结水产生，所以我们就要考虑蒸汽疏水的问题。在蒸汽流动相对比较缓慢的部位，尤其是管线盲端或者在关闭状态的备用设备蒸汽管线等，蒸汽管线的凝结水长时间、大密度的积存是水锤现象形成的主要原因，蒸汽的水锤现象会给蒸汽管线及其配套设备带来危害。因此我们要在蒸汽管线沿管长平均每隔五十米左右应设置一个疏水点，在设计中蒸汽管线的自然谷点、盲端及有可能长时间关闭的阀门前后也应设置相应的疏水点。疏水点设置的常见部位主要在：管线垂直正下方、管线的自然低点、管线的盲端，阀门的前后等等。

4  过程疏水的原理

过程疏水如图2所示，过程疏水与管线疏水不同，管线疏水与蒸汽工艺过程并联，不参与蒸汽的工艺过程，但是过程疏水参与蒸汽工艺过程串联应用，参与蒸汽工艺过程。所以说疏水器的性能指标在过程疏水时会决定整个蒸汽设备或者蒸汽系统的性能与指标。一旦疏水不及时排出就会导致冷凝水大量积存，影响热量交换，迅速把设备过程疏水完成，在节约水资源的同时也提升了企业的经济效益。

图2  自动疏水器两种应用场合示意图

5  蒸汽自动疏水器技术的发展

疏水器是作为自立式的阀门，能够在线自动识别冷凝水、蒸汽、空气的物料状态，并且能够自动排出冷凝水与空气、阻断蒸汽的排放，我们可以说在蒸汽管线及蒸汽设备上，疏水器具有自动阻汽、排水、排空气的功能。

发电厂以前应用比较广泛的是机械式疏水器。机械式疏水器的工作原理是根据阿基米德定律，有凝结水的时候浮子上浮，打开阀嘴将管线内的冷凝水排出，没有凝结水的时候，浮子下落，关闭阀嘴让蒸汽不能从蒸汽管线内排出。

杠杆浮球式疏水器如图3B所示，杠杆浮球式疏水器属于封闭式疏水器，因为浮子内部不在进出介质，所以疏水器的反应速度就会很迅速。但“杠杆与铰链系统作为疏水器的薄弱结构，制约着杠杆浮球式疏水器的可靠与使用寿命。

自由浮球式疏水器如图3C所示，自由浮球式疏水器取消了杠杆铰链系统，浮球不在需要杠杆进行控制，浮球完全进入自由状态，自由的浮球在密封的时候就具有自动对中的功能，这就提升了疏水器的密封等级，并且整个球的表面都是疏水器的密封面，这就让密封球的使用寿命大幅度增加。对于水锤的冲击自由浮球不会通过杠杆放大冲击的破坏力，自由浮球式疏水器运行的可靠性与使用寿命大大提高。

图3A：倒吊桶式      图3B：杠杆浮球式    图3C： 自由浮球式

自由浮球式疏水器的浮球作为运动部件。在冷凝水进入疏水器的时候浮球上浮，打开下面的阀嘴这时冷凝水就可以排放出去；然后浮球自动下落，浮球下落后位于阀嘴的上面，此时疏水器关闭蒸汽就不会向外排出。

疏水器的上面有一个自动排空气的阀门。汽轮机组在启动的时候，疏水器附属蒸汽管道或者设备里面充满了空气，空气的温度比较低，会使自动排空气的阀门进入收缩状态，进而打开排气阀，空气被排出不会有气堵现象出现。自动排空气的阀门处于蒸汽介质压力的环境里面，在正常运行的时候，如果蒸汽系统进入空气，蒸汽相应温度就会降低，空气成分越多蒸汽的温度就会越低，蒸汽的温度降低，排气阀就会打开，混有空气的蒸汽就会被排出系统管道。

6  结束语

目前国内炼化企业热电厂的运行水平与管理水平在不断提高，蒸汽疏水回收技术也在逐渐在上升。蒸汽是热电厂功能传递最主要的载体，对于提升蒸汽的品质、提升蒸汽热效率，是节能增效最有效的途径之一。蒸汽自动疏水器是蒸汽系统里必不可缺的附属配件。所以说，了解疏水器的性能、正确的选择与应用疏水器，对技术人员与设备管理者都具有非常重要的现实的意义。

参考文献

[1] 刘玉莲. 热力发电厂[M]. 中国电力出版社.

[2] 李笑乐. 工程热力学[M]. 南京电力专科学校.

作者简介：

1.杨向军，男，1976年08月，单位：中国石油吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：蒸汽疏水器在火力发电厂应用的研究。

2.杨晋，男，1970年12月，单位：中国石油吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：蒸汽疏水器在火力发电厂应用的研究。

3.徐忠兴，1970年3月，单位：中国石油吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：蒸汽疏水器在火力发电厂应用的研究。

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