汽轮机疏水系统技术特点及负压稳定性维护

汽轮机疏水系统技术特点及负压稳定性维护

秦国栋

中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部 天津市300270

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。这一问题的主要原因就是在汽轮机的停机或者空转时，气缸因为处于真空状态，很可能因为压力差导致相应冷蒸汽出现回流趋势，形成威胁，因此，需要在具体疏水系统设计过程中予以高度重视。

2、转子叶片损伤。对于汽轮机疏水系统的有效运行，因为其抽气管道内也容易在控制不到位的状况下出现内部积水问题，进而也就会出现抽水管道积水的回流现象，其直接会对于转子叶片以及转速控制产生影响，出现较为明显的受损威胁。这种抽气管道方面积水回流带来的问题和影响在当前同样也比较常见，尤其是在汽轮机长期运行又得不到较好检修的前提下，其相应管道容易出现变形，进一步加大了出现积水回流的问题，并且还难以被发现，容易在长期运行中受到较为明显的威胁和侵蚀干扰。如果汽轮机的转子叶片受损，或者是转速受到较大干扰，必然会影响到汽轮机的整体应用性能，同样需要引起高度重视。

3、疏水管合并带来的阀体裂纹问题。在汽轮机疏水系统运行中，其疏水管的合理分布是比较重要的一个基本内容，当前很多汽轮机在设置过程中都存在着疏水管合并问题，因此，需要切实围绕着疏水管合并的有效性和合理性进行详细分析，避免可能形成的较大威胁和干扰因素。在疏水管合并后，其凝结水的处理往往会表现出反复性问题，冷却后的凝结水在留到相应阀体结构区域时，因为其温度较高，必然又会形成高温蒸干现象，而水蒸气在冷凝后又会流回，在这种反复蒸干和冷凝的过程中，相应阀体结构也就容易受到较大影响和干扰，相关阀体出现裂纹的危害也就较为突出。

二、汽轮机疏水系统技术措施

1、管道积水监测。通常情况下对于管道积水采取以下方式进行监测：于管道的低点位置设置疏水罐，监测方式主要是利用筒壁上下温度或者液位开关进行。也可以于管道的顶部与底部位置布置温度测点，根据管道的温度对其积水状况进行检监测。而对于其他部位或蒸汽管道积水状况，可以通过这些部位的已有温度或者增加温度的测点，同时结合管道内部的蒸汽压力状况来对其有无积水进行判断。

2、疏水合并。汽轮机疏水系统运行的安全性具有非常重要作用，对于疏水合并所需要遵循的原则为：必须确保其属于同一台机组的同类疏水，同时在不同工况要求下，属于确保疏水压力与疏水口标高的一致性等，并且对于疏水合并不仅需要全面地考虑疏水阀在开启过程中的疏水情况，也需要对疏水阀关闭时的状态进行考虑，确保各个疏水口压力一致。除此之外，对于接入同一疏水集管的不同疏水也必须确保其为同一压力等级，最好是能够处于完全相等状况。并且还要考虑当处于特殊的运行工况时，设备及管道内部可能会处于真空状态，在此过程中若疏水排放口存在压力，将疏水阀打开可能会导致冷蒸汽回流或积水回流。因此，无论是疏水阀前疏水合并或疏水阀后合并到同一疏水集管，均需要对其进行仔细分析与研究，以便更好地避免冷蒸汽回流或疏水窜流的发生。

3、疏水阀控制。一般来说，汽轮机启停阶段疏水阀控制方式为机组负荷，当机组负荷低于一定值时便会自动打开疏水阀。当汽轮机处于冷态启动时，由于金属的温度较低，从而便使得蒸汽被冷却从而产生凝结水，此时便需要进行疏水操作。但在停机、热态启动状态时，汽缸或者汽门具有较高的金属温度，再加上汽轮机的本体与凝汽器处于真空状态，因此其内部不会出现凝结水，而疏水集管及疏水扩容器会因为压力存在冷蒸汽回流到汽轮机风险。因此，对于汽轮机疏水阀的控制需要根据不同地点与不同工况进。建议仅在冷态启动的过程中按照负荷进行控制，当内部无积水时便无须开启，同时要确保汽缸疏水阀排放口无压力后才能将其打开。

4、汽轮机疏水或冷蒸汽回流控制。汽轮机停机后如果冷蒸汽回流到汽缸，会造成汽缸上下温差高，出现汽缸变形，严重时影响汽轮机盘车和再次启动。由于汽轮机停机后内部与凝汽器相通，处于真空状态，当汽轮机内部温度还较高( 大于 150℃ ) 时，内部不会出现凝结水，可以隔离汽轮机疏水阀，防止冷蒸汽回流。对于汽轮机本体疏水管的布置，不应与其它疏水管合并，应独立地排放到凝汽器，确保排放口处压力最低。对于汽轮机本体疏水阀的布置，还可考虑尽量接近于疏水口，以便通过高温热传导，使疏水阀前的疏水管温度高于相应蒸汽压力下的饱和温度，避免出现蒸汽冷凝积水，杜绝积水回流风险。

5、抽汽管道疏水及蒸汽回流控制。如果抽汽管道存在积水，在汽轮机跳闸时，存在的积水会汽化回流到汽轮机，引起转速失控或叶片损坏等事故，因此排除管道内部积水是防止水汽回流的最好办法。一方面要保证在第一个隔离阀前以及管道低点部位设置有疏水管，另一方面要能正确判断管道内部是否存有积水，通过疏水罐的液位开关、管道顶部及底部的温度测点、管道最低点处的温度测点等，来判断管道内部有无积水，并联锁控制疏水阀，排除内部积水。

综上所述，疏水系统在汽轮机中主要是指在本体设备及其相关管道的低点部位设置疏水管，并且通过对疏水阀的合理控制、避免相关管道与汽轮机设备进水等措施在汽轮机的稳定运行、甩负荷、启动以及停机等过程中，来确保汽轮机设备的运行安全。对疏水系统进行改造能够有效地避免汽轮机在实际运行中因高中压缸上下缸温差大而拖延启动状况，从而便能有效减少因反复加热使得汽缸金属因出现的热疲劳损伤。同时在一定程度上延长了机组的使用寿命，避免事故隐患的发生，最终提高机组运行的安全性。               

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