西门子350MW机组汽机侧疏水优化分析

西门子350MW机组汽机侧疏水优化分析

刘越强

阳城国际发电有限责任公司 山西晋城 048102

摘 要：西门子350MW汽轮机对机组的疏放水设置更多考虑的是机组的安全性能，对能量损失的考虑不够细致和深入，比如采用了开放式的净疏水系统，设置了过多的疏水器和疏水门，这部分设计造成一定的能量和工质的损耗，回收后节能效果明显。

关键词： 疏水器  疏水回收  优化运行  

一、概况

某厂350MW机组汽轮机由德国西门子公司设计生产的单轴双缸、双排汽、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机，现已运行二十年，仍能够保持非常高的安全运维水平。但随着电力技术、环保理念的不断发展和深入，当初汽轮机的一些设计理念已经落后，不能满足当下的需求，为了更好地实现节能降耗的目标，必须进行相应的优化。

基于上世纪90年代设计理念，350MW汽轮机对机组的疏放水设置更多考虑的是机组的安全性能，对能量损失的考虑不够细致和深入。当前国内大机组竞赛300MW优胜机组发电补水率保证值为1.0%，机组实际运行值高于保证值。

现根据机组长期以来的实际运行情况并借鉴其他电厂的经验对机侧的疏放水系统的运行方式进行相应的优化，以减少能量和工质的损耗，在进行很小的投资情况下达到深入节能的目标。

二、疏放水现状分析

350MW西门子机组原设计机侧疏放水按照回收途径可以分为三个部分，即：回收到凝汽器、部分回收部分外排、全部外排。

1. 回收到凝汽器

回收到凝汽器的疏水是指回收到本体和集中疏水扩容器，最终回收到凝汽器的疏水。这部分疏水表面上看不到，也不会造成工质的损失，但由于这部分排放的来源大部分是高压系统，这就会造成一定能量的浪费。这部分疏水包括：

a)系统设置有疏水器但正常运行中并不需要进行疏水的，如高、中压调门后疏水的设置主要是排出启动过程中暖阀产生的疏水，事故情况下通过疏水电动门可排出疏水。

b)机组正常运行中加热器的排空门主要是排出汽侧的不凝结气体，实际上这部分气体量很小，正常运行中定期开启就可以满足系统的需要。这部分排空门包括高、低加排空总门等。

c)部分疏水门逻辑是为了保证系统的充分预暖和排出疏水的设计，由于阀位指示、液位测量、温度裕度等原因会经常开启，但实际运行状况根本不需要开启进行疏水。这部分疏水包括：给水泵汽轮机高压调门后疏水、高排逆止门前疏水等。

2. 部分回收到凝汽器

部分回收外排的疏水主要是指进入净疏水系统的疏水通过净疏水泵回到凝汽器，不凝结部分通过汽机房顶疏水扩容排入大气。这部分疏放水虽回收了部分工质，但造成了能量浪费，也造成很大的视觉污染。这部分疏水包括：

a)系统同时设置了疏水器和疏水电动门，正常运行中保留一路疏水电动门就可以满足需要。

b)在同一抽汽管路的抽汽逆止门前后各有一路疏水，两路疏水位置和标高一致时，正常运行中当逆止门开启后只需要保留一路疏水。如供热抽汽电动门前、后的疏水。正常运行中，开启抽汽电动门后的疏水，事故情况下，供热抽汽逆止门关闭后供热抽汽逆止门前疏水管路也会将微量进入的疏水排出。

3. 全部外排

全部外排的疏放水是指完全无法回收的疏放水，这部分疏放水排出后相应的工质和能量都被浪费掉了，排入大气造成一定的视觉污染，排入厂区排水系统会造成总排口排污量增加，这部分疏放水包括：

a)除氧器排氧门布置在24米，排氧口却在汽机房顶，容易出现调整不及时造成过排的问题。

b)真空破坏门密封水流量偏大造成多排，净疏水泵密封水外排，水环真空泵汽水分离器溢流。

c)水环真空泵、低加疏水泵、开闭式水泵、凝补水泵盘根甩水。

d)闭式水温高时闭式水换水造成的外排。

e)化学取样间汽水取样化验后的样品、冲洗管路用水全部外排。

三、优化措施

针对系统现有问题在保证机组安全的前提下对其进行优化：

1. 在机组启动恢复高、低加系统时，将高、低加启动、连续、过冷区排空一次门全开，二次门开启1～3圈节流，排空总门均全开。机组并网负荷达180MW后，关闭高、低加启动、过冷区排空一、二次门，然后调整连续排空门至过流即可。机组并网8小时后，在连续排空处于过流即可的状态下，关闭高、低加排空总门。机组正常运行中，高、低加排空总门处于关闭状态，每周开启一次，2小时后关闭。
2. 部分系统阀门可在机组启动前、停运前开启，在机组正常运行24小时后关闭：

a)本体疏水部分：高、中压调门后、高排逆止门前、A3及A4抽汽逆止门后疏水器前手动门。

b)小机、净疏水部分：两台小机高压供汽管道疏水器前疏水，低压蒸汽管道疏水、低压蒸汽逆止门后疏水，辅汽供两台小机轴封、供小机电动门前管道疏水，A5供小机逆止门后疏水，公共辅汽减压阀后辅汽联箱疏水，左右侧高、中压主汽门前疏水。

c)高加抽汽电动门及A5供除氧器电动门开启且汽侧投运正常后关闭抽汽电动门后疏水器前手动门，反之则开启疏水器前手动门。

3. 辅汽供主机轴封管路投运后，关闭辅汽供主机轴封疏水器前手动门，反之则开启疏水器前手动门。
4. 在汽机房顶除氧器排氧管上加装手动调节阀，通过该调节阀将除氧器排氧量调整在合适位置。
5. 将取样间外排水回收至综合水池，最后排至凉水塔，实现废水零排放。
6. 将净疏水泵密封水改至闭式水系统冷却，完全避免外排水。
7. 回收真空破坏门密封水至净疏水箱，由净疏水泵回收至凝汽器。
8. 更换水环真空泵自动补水器，调整水环真空泵汽水分离器液位在MAX和Min之间，避免分离器溢流。
9. 水环真空泵、低加疏水泵、开闭式水泵、凝补水泵盘根更换为机封，减少盘根甩水。
10. 闭式水温高时将闭式水用户切至其他机组带，尽量避免换水。
11. 将各机组给水泵汽轮机高压供汽管路预暖蒸汽接至小机低压供汽内，高压蒸汽再利用，减少小机高压预暖蒸汽的外排。
12. 供热抽汽系统投运正常后，联通管抽汽管道只保留供热抽汽电动门后疏水器、供热抽汽母管疏水器运行，其它疏水器关闭。
13. 对机组现有的部分疏水门逻辑进行优化，以减少疏放水外排量：

a)小机高压调门后疏水电动门原逻辑为小机本体疏水子回路投自动、小机跳闸油压＞0.3MPa，满足小机高调阀阀位＜5%，发2s脉冲自动开，满足小机高调阀阀位＞10%，发2s脉冲自动关。现在原逻辑基础上增加小机高压调门后疏水电动门开启2min后自动关闭逻辑。当相应给水泵汽轮机跳闸且低压供汽母管压力＞A5抽汽压力时，关闭高压供汽电动门，开低压供汽逆止门前后疏水电动门，开高压供汽疏水电动门。当相应给水泵汽轮机跳闸且低压供汽母管压力＞1.2MPa时，开启高压供汽疏水电动门。

b)关闭公共辅汽减压阀后辅汽联箱疏水器前手动门，增加关闭公共辅汽减压阀后辅汽联箱疏水电动门逻辑：低辅压力测量装置＞0.1MPa低辅温度测量装置过热度＜1K时自动开，过热度>5K时自动关闭。

c)主汽、热再管道疏水控制阀在疏水罐液位高一值自动开、高二值时保护开逻辑，现修改为主汽、热再管道温度过热度＜50K，疏水罐液位高一值时自动开、高二值时保护开。

d)高排逆止门前疏水门在液位高二值时保护开逻辑，现修改为有高排逆止门前液位高二值且高排逆止门前温度过热度＜40K保护开。

e)高排逆止门后疏水门在液位高一值自动开、高二值时保护开逻辑，现修改为高排逆止门前温度过热度＜40K，且有高排逆止门前液位高一值自动开、高二值时保护开逻辑。

优化前闪蒸箱冒汽大        优化后闪蒸箱冒汽消失

四、结束语

发电厂在电力生产过程中存在大量工业乏汽，在电厂设计建设时未充分考虑乏汽回收利用工作。通过对当前机侧疏放水系统存在的问题进行优化，保留了原有疏水功能，保证了机组的安全稳定运行。优化完成后，大大减少外排的蒸汽和能量的损失，降低视觉污染，同时减少了正常运行中疏水器投运数量，降低了疏水器的维护量和维护费用，节能效果显著。该优化方案为电厂同类型疏水系统节能降耗积累了经验，拓宽了思路，为整个行业节能降耗、提质增效提供了参考，具有一定的指导意义。

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