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300MW汽轮机凝结水系统培训课件
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600MW机组凝结水系统节能优化运行分析
【摘要】：介绍华能国际电力股份有限公司上安电厂600MW机组凝结水系统概况,针对除氧器上水调门局部阻力较大,造成节流损失的问题,提出在50%~100%负荷时,保持除氧器上水调门及其旁路电动门全开的方法,并从经济性、安全性两方面分析该方法的经济效益和节能效果,认为该方法节能效果显著。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM621【正文快照】：
1凝结水系统概况华能国际电力股份有限公司上安电厂(简称“华能上安电厂”)3单元2台机组为国产600MW超临界直接空冷燃煤机组,每台机组配置2台功率为2 500kW、100%容量的筒袋型多级离心式凝结水泵,凝结水系统正常运行方式为1台凝结水泵运行,1台备用,采用除氧器上水调门节流控制
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凝结水系统详解
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凝结水系统
1系统介绍；2系统设备；3系统的启动；4异常分析
1.& 凝结水系统的主要功能
是将凝结水从凝汽器热井送到除氧器，并完成凝结水的低压段回热，为了保证系统安全可靠运行和提高循环热效率，在输送过程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、除氧等一系列必要的环节。
2.& 系统组成及流程&
我公司凝结水系统为单元制中压凝结水系统，每台机组设置一台100m?凝结水贮水箱、两台100％容量凝结水泵、一台轴封加热器、四台低压加热器。
凝汽器热井水位通过凝汽器补水调阀进行调节。正常运行时，借助凝汽器真空抽吸作用，给热井补水，当热井水位高到一定值时补水阀关闭。
两台100％容量的凝结水泵布置在机房零米，正常运行期间，一用一备。凝泵密封水采用自密封系统，正常运行时，密封水取自凝泵出口，经减压后供至两台凝泵轴端。启动时密封水来凝补水系统。
为防止凝结水泵发生汽蚀，在轴封加热器后设一路凝结水再循环管至凝汽器，在启动和低负荷时投用。凝结水的最小流量应大于凝泵和轴封加热器所要求的安全流量140t/h，以实现冷却机组启动及低负荷时轴封溢流汽和门杆漏汽，并保证凝结水泵不汽蚀的功能。
轴封冷却器的汽侧靠轴封风机维持微负压状态，利于轴封乏汽的回收，防止蒸汽外漏。轴封冷却器按100％额定流量设计，利用其出口最小流量管保证低负荷时亦有足够冷却水。其疏水经水封自流至凝汽器，为了保证水封管的连续运行，水封管内不通过蒸汽，一般水封管高度大于两侧压差的两倍。
凝结水系统设有四台低压加热器，即5、6、7、8号低压加热器。7、8号低压加热器为合体布置，安装在两个凝汽器的喉部；5、6号低压加热器安装在机房6.9米层。7、8号低加采用大旁路系统；5、6号低加采用小旁路。当加热器需切除时，凝结水可经旁路运行。低压加热器采用疏水逐级自流方式回收至凝汽器，并设有事故疏水直排凝汽器。
除氧器布置在除氧层。除氧器采用滑压运行方式，正常运行时由汽机四段抽汽供汽，启动和备用汽源来自辅汽系统。除氧器的水位由主凝结水调节阀控制。除氧器凝结水进水管上装有一个逆止阀，以防止除氧器内蒸汽倒流进入凝结水系统。
在凝结水精处理后设有凝结水支管，为系统用户提供水源，包括除氧器、闭冷水箱补水、定冷水箱补水、低压缸喷水、本体扩容器减温水、高加事故扩容器喷水、主机轴封减温水、低压旁路减温水、三级减温减压器减温水、A、B真空泵补水、A、B号汽泵前置泵密封水、A、B号小机排汽管减温水、电泵前置泵密封水、厂区采暖系统减温水、真空破坏阀密封水等。
5号低加出口接出一路排水引至循环水回水管，启动冲洗或事故排水时可投入运行。
二系统设备
凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立一个较低的背压，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷却成凝结水，回收至热井内。凝汽器的这种功能需借助于真空抽气系统和循环水系统的配合才能实现。真空抽气系统将不凝结气体抽出；循环水系统把蒸汽凝结热及时带走，保证蒸汽不断凝结，既回收了工质，又保证排汽部分的高真空。
凝汽器除接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水以外，还接受低压旁路排汽，高、低加事故疏水及除氧器溢流水。
1.& 凝结水泵
凝结水泵结构
凝结水泵的型式为立式筒袋式多级离心泵，共有四级叶轮。凝结水泵主要由外壳体、出水接管、泵轴、四级叶轮、联轴器、密封部件、泵座等部件构成。为我公司凝泵外形图。
凝结水由吸入管经外壳体进入喇叭状吸入口，水流通过首级叶轮两侧的导流器被吸进首级叶轮，首级叶轮的排水由环形导叶通道引入后三级叶轮，经升压后由出水管排出。
凝结水泵将凝汽器热井中的凝结水输送到除氧器。其工作环境恶劣，抽吸的是处于真空和饱和状态的凝结水，容易引起汽蚀，因此要求叶轮有良好的轴端密封和抗汽蚀性能，本机组凝结水泵的结构特点如下
抗汽蚀结构特点。凝结水泵的以下结构特点保证了其具有良好的抗汽蚀性能：
A、泵体立式安装，降低了泵的吸入口高度，提高有效汽蚀余量，改善了泵的吸入性能；
B、首级叶轮采用双吸叶轮，降低了泵的必须汽蚀余量，其材料采用具有良好抗汽蚀性能的材料CA-6NM，保证汽蚀余量均大于必须汽蚀余量；
C、首级双吸叶轮两侧设有导流器，使首级叶轮的入口水流分布均匀，降低吸入口带气的可能性；
D、首级叶轮进口处壳体设计成喇叭状，增大了吸入口的直径和首级叶轮叶片的进口宽度，使叶轮入口部分流体的流速降低，减少了泵的必须汽蚀余量；
E、外壳体上设有一个进水管排空接至凝汽器，将泵入口水中的空气抽走，防止泵吸入空气。泵投运前必须充分注水排空，正常运行中该阀门也保持一定开度。
本系统设有二台100%容量、立式、多级、筒袋型凝结水泵，一台为变频运行的凝结水泵，其用途是将汽轮机凝汽器内的凝结水送至除氧器，同时向汽轮机低压旁路及三级减温器提供减温水。
两台凝结水泵布置在汽机零米以下的凝结水泵坑。正常时，变频泵运行，另一台泵备用。凝结水泵提高凝结水压力，以克服管系、加热器设备及化学除盐装置的阻力和凝汽器热井与除氧器间的高差，变频泵出口压力约为1.1Mpa至2.0Mpa；工频泵运行时，凝结水泵出口压力约为2.5Mpa至3.5Mpa。
凝结水由热井经一根总管引出，然后分两路接至两台凝结水泵，泵进口管上设有电动水封阀以及滤网和膨胀节。泵出口管上装一只止回阀、一只电动闸阀。为防止运行泵排出的压力水有可能倒入备用泵，造成备用泵吸入管路系统超压，在每台泵的吸入管闸门后装一只泄压阀。
凝结水泵轴封的密封水自泵出口压力管上接出，经一只止回阀和一只压力调节阀后分别接至每台泵的密封水接口，压力调节阀将泵出口压力调节到需要的密封水压力，密封水的压力为0.8Mpa至1.0Mpa,初始密封水来自除盐水管路。
凝结水系统设有最小流量再循环管路，起动和低负荷时保证凝结水泵通过最小流量运行，防止凝结水泵汽化，凝结水最小流量再循环管路自轴封冷却器后接出，经最小流量再循环阀和汽机本体疏水扩容器回到凝汽器。凝结水泵运行时，凝结水流量&140t/h，再循环门开启调节。
凝结水加热除氧系统采用四台表面式热交换器，即5、6、7、8号低压加热器，及一台混合式热力除氧器。5、6号低压加热器均布置在汽机房运转层上，7、8号 低压加热器分别共用一个壳体布置在两台凝汽器喉部，5、6号低加热器均采用电动阀小旁路系统，当加热器水位达高一高水位或加热器其它故障需隔离检修时，关闭进出口阀，凝结水走旁路。7、8号低压加热器采用电动闸阀大旁路系统，当其中任何一台加热器水位出现高一高水位及故障时，进出口电动闸阀自动关闭，电动旁路阀自动开启。
除氧器布置在26米，除氧器采用定--滑压运行。
装设在凝汽器颈部是因为该两段抽汽流量大，压力低，蒸汽的比容很大，如果加热器布置在凝汽器外面，需要引出很大的抽汽管，在管道布置、保温层的铺设、安装上都存在难度，而布置在凝汽器喉部，则可节省空间、利于布置。同时由于以上原因且蒸汽压力较低，该两段抽汽出口没装逆止阀和截止阀，为防止蒸汽倒入汽机，在加热器蒸汽入口设有防闪蒸的挡板，当汽机跳闸时，可防止过多的蒸汽倒入汽轮机。
凝结水旁路采用大小旁路相结合的方式：其中5号、6号低压加热器采用小旁路，5号、6号低压加热器可单独解列；7/8低压加热器共用一个大旁路。
低压加热器正常疏水采用逐级自流的方式，即5号低压加热器疏水流到6号低压加热器，然后进入7号低压加热器，再进入8号低压加热器，最后疏水经8号低压加热器进入凝汽器。
每个低压加热器均设置事故疏水管路，在事故情况或低负荷工况时，疏水可直接进入凝汽器。
起动排水系统
在5号低压加热器的出口管道上引出一路排水管接至循环水排水管电动阀后，排水管道上设有一只电动闸阀和一只手动闸阀，正常运行时该两阀锁定在关闭位置，排水管道在机组起动期间投入使用，以排除不符合水质要求的凝结水，当凝结水水质符合要求时，关闭排水阀，开启5号低压加热器出口阀，凝结水进入除氧器。
低压加热器疏水
2.1正常运行时，低压加热器疏水逐级自流最终排至凝汽器，即五号低压加热器的疏水流至六号低压加热器，六号低压加热器的疏水流至七号低压加热器，七号低压加热器的疏水流至八号低压加热器，最后八号低压加热器的疏水流至凝汽器。
2.2低压加热器事故疏水的作用及运行方式与高压加热器事故疏水相同。在事故疏水管道上均设有事故疏水阀，疏水阀布置位置尽量靠近下一级接收疏水的加热器，以减少两相流体管道的长度。
加热器均设有启动和运行时的排气管道，高加排气管道接至除氧器，低加排气管道接至凝汽器。
除氧器溢流及事故放水接至高压疏水扩容器。轴封冷却器疏水经U形水封管至凝汽器。
五、六、七、八级抽汽供汽至五、六、七、八号低压加热器。 为防止汽轮机超速和进水，除七、八级抽汽管道外，其余抽汽管道上均设有气动止回阀和电动隔离阀。前者作为防止汽轮机超速的一级保护，同时也作为防止汽轮机进水的辅助保护措施；后者是作为防止汽轮机进水的隔离措施。在四级抽汽管道上所接设备较多，且有的设备还接有其他辅助汽源，为防止汽轮机甩负荷或除氧器满水等事故状态时水或蒸汽倒流进入汽机，故多加一个气动止回阀，且在四段抽汽各用汽点的管道上亦均设置了一个电动隔离阀和止回阀。
三级减温减压器
采用三级减压、一次喷水减温的结构形式。低旁蒸汽进入减温减压器的管末端开孔区，喷向减温减压器壳体内，壳体内壁上设有不锈钢防冲蚀挡板。汽流通过蒸汽管末端开孔区上的多个小孔，进行第一次临界膨胀降压，在壳体内扩容降压在壳体内壁沿圆周方向均布设有4个雾化喷嘴，从凝结水系统来的减温水雾化后与蒸汽充分混合汽化达到减温的目的。
经过第一级减温减压后的蒸汽通过壳体内锥形喷网上的数个小孔，进行第二次临界膨胀降压，扩散到减温减压器后部区域，使蒸汽进一步扩容降压。最后蒸汽通过分布在壳体及封头上的小孔进行第三次临界膨胀降压，使蒸汽最终扩散到整个凝汽器区域，示意图如图旁路投入时，减温喷水必须同时投入，否则将导致进入凝汽器内的蒸汽温度超过允许值，对减温减压器和凝汽器造成损害。
喷水源取自凝结水杂用系统，设计压力为? MPa，总喷水量约? t/h，喷水经过滤后通过喷水调节阀接入减温减压器，以防喷孔堵塞。减温减压器的喷水系统中的喷水控制阀应与低压旁路阀动作信号联锁，当低压旁路阀动作时，喷水控制阀应相应动作，喷入冷却水。
系统的启动
1凝结水泵起动之前，必须做好下列准备工作：
（1）通过凝结水贮水箱的补充水调节阀向贮水箱充水到规定水位，补充水调节阀投入自动。
（2）开启凝结水输送泵向凝汽器热井充水到正常水位，热井补充水调节阀投入自动，在向热井充水的同时，通过凝结水系统充水管路向凝结水系统充水并驱赶凝结水管道积存的空气。
（3）凝结水最小流量阀、除氧器水位调节阀投入自动，由除盐管道的凝结水向除盐水提供密封水。
手动起动凝结水泵，通过最小流量再循环系统排水至热井，凝结水泵密封切换由凝结水出口凝结水供给，凝结水泵密封水压力调节阀投入自动。
凝结水系统启动前检查 ：
1 检查循环水、开冷水、闭冷水、压缩空气系统正常投运。
2 凝结水泵轴承室内油位正常。
3 投入轴承冷却水、密封水，开启凝结水泵抽空气门。
4 检查凝结水泵轴承冷却水压力正常0.25MPa～0.4MPa。
5 检查关闭凝结水至锅炉冷渣器换热器冷却水前后截门
凝结水泵正常运行维护
1 凝结水泵与电机振动正常。
2 凝结水泵出口压力不低于0.7Mpa
3 凝结水泵入口滤网差压＜5KPa。
4 凝结水泵密封水、冷却水畅通、机械密封温度正常。
5 泵组各轴承温度、电机冷却水畅通，电机线圈温度正常。
6 凝结水泵电机轴承油质合格。
7 变频泵运行时，变频器工作正常，变频凝结水泵严禁在20HZ的转速范围内长期运行。
8 备用凝结水泵密封水保证在投入状态。
9 凝汽器水位控制方式投入&自动&状态。
1低压加热器投运条件：
(1)低压加热器一般为随机启动。若机组启动时，#5低加、#6低加因故未投，则在机组负荷达10%时，即可从低压至高压序列，依次投入#6、#5低压加热器。
(2)机组运行中，#7、8低加必须随机投运。
(3)&&& 通过低压加热器的凝结水温升率和温降率，在任何情况下应控制在2℃/min左右，不应超过3℃/min。
2加热器运行注意事项
（1）正常情况下，高、低压加热器应随机组滑启滑停，若因某种原因不能随机滑启滑停，应按由低到高的顺序依次投入，按由高到低的顺序依次停止。
（2）& 加热器投运前，应注意检查疏水自动控制、有关报警信号及连锁保护是否正常，水位计是否完好。
（3）& 加热器投入时，应先投水侧，再投汽侧，停止时，应先停汽侧，后停水侧。
（4）& 机组正常运行中，投加热器时应注意预暖加热器，同时注意检查加热器是否泄漏，注意控制加热器的出水温度变化率在规定范围内。
（5）& 机组正常运行中，停加热器时，应注意检查上一级加热器事故疏水回路是否正常，停低压加热器时，应注意凝结水出口温度及除氧器水位的变化。当除氧器进凝结水，其温度与除氧器工作水温的温差较大而造成除氧器水位波动，补水不能投自动时，应切至手动方式进行补水。另外，泄漏加热器在停运时，只有确认水侧完全隔绝后，才允许隔离汽侧疏水回路，在隔离水侧走旁路时，应注意给水流量或凝结水流量的变化，防止断水事故发生
（6） 在加热器正常运行中，应注意检查加热器系统有无异常振动及汽水冲击声，应注意检查疏水自动控制、加热器水位、进出口水温以及端差是否正常，应定期试验检查加热器有关连锁保护是否正常。
1凝结水系统检修后，启动工频泵管道剧烈振动。
2停机后凝结水管道包括用户振动。
3停机后，凝泵全停后，重新启动管道振动。
4运行时，低加振动。
5凝泵不打水。
6备用凝结水泵电机过冷。
运行中变频凝结水泵跳闸，备用泵联启，凝结水压力突然升高，对凝结水用户各设备影响很大，特别是给水泵机械密封冷却水系统。
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