汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）故障分析

     汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）故障分析，介紹了汽液兩相流疏水器工作原理和過程，運行過程中由于低壓加熱器汽液兩相流疏水器故障導(dǎo)致水位大幅波動，不能維持正常水位，闡述了低加水位大幅波動的現(xiàn)象和原因分析以及解決的方法。
     某公司采用的汽輪機組是超高壓供熱汽輪機，型號為CZK200-13.24/0.392/535/535,采用低壓加熱器是利用汽輪機中間抽汽來加熱凝結(jié)水的，它能有效地提高凝結(jié)水溫度，減少冷源損失，在一定程度上提高了電廠的經(jīng)濟性。
     本機組采用的低壓加熱器為上海電氣生產(chǎn)的立式加熱器，疏水采取逐級自流的方式，后疏水流入汽輪機排汽裝置，未設(shè)置疏水泵。
     低壓加熱器為表面式加熱器，凝結(jié)水先進入水室，與進入低加的抽汽換熱后溫度提高，然后離開管系進入水室，流入下一級低壓加熱器，后進入除氧器。蒸汽經(jīng)過飽和段凝結(jié)成飽和水，經(jīng)疏水出口管流出低加，疏水經(jīng)調(diào)節(jié)裝置流入下一級低加，后流入排汽裝置熱井實現(xiàn)疏水的回收。
     其中#4、#5低壓加熱器的疏水裝置采用的是汽液兩相流自調(diào)節(jié)裝置，#6低壓加熱器采用的是氣動式調(diào)節(jié)閥。其中汽液兩相流自調(diào)節(jié)裝置為DH-K8型也叫汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）。
2工作過程礎(chǔ)是自調(diào)節(jié)裝置的理論基
2.1汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）低加疏水調(diào)節(jié)器系統(tǒng)組成
     整套調(diào)節(jié)裝置由信號管、信號管閘閥、疏水調(diào)節(jié)器入口門、旁路門組成。在系統(tǒng)正常工作時由疏水器調(diào)節(jié)水位，維持低加水正常；在系統(tǒng)故障時低加水位升高疏水器不能正常調(diào)節(jié)時，開啟旁路門進行水位調(diào)節(jié)。
2.2汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）疏水調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)過程
     汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）疏水調(diào)節(jié)器為無活動原件的調(diào)節(jié)裝置，由殼體、噴嘴、擴壓管、環(huán)形縫隙組成。疏水調(diào)節(jié)器是根據(jù)經(jīng)過噴嘴的疏水量和蒸汽量的比例來調(diào)節(jié)通流量的，其中疏水為抽汽和主凝結(jié)水換熱后形成的凝結(jié)水，疏水量多少與負(fù)荷和凝結(jié)水量有關(guān)；蒸汽量為低加汽側(cè)未凝結(jié)的抽汽。
     汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）疏水調(diào)節(jié)器在工作時的疏水量和信號管的蒸汽量相關(guān)，通過疏水調(diào)節(jié)器的疏水量隨蒸汽量的增加而減少，隨蒸汽量的減少而增加。其中信號管布置在低加汽側(cè)內(nèi)部正常水位上方，可以采集到汽量信號。
     低加水位調(diào)節(jié)過程：當(dāng)?shù)图铀�位升高時，信號管和低加水位的間隙減少，進入信號管的蒸汽量減少，蒸汽和疏水在噴嘴后混合，混合后進入擴壓管，由于從噴嘴進入擴壓管的通流面積是固定的，所以當(dāng)信號管來的蒸汽量減少時疏水量就增加，低加水位下降；反之，當(dāng)?shù)图铀�位降低時，信號管和低加水位的間隙增大，進入信號管的蒸汽量增加，混合后進入擴壓管的疏水量就減少，低加水位升高。低加水位就是靠間隙的大小來動態(tài)的調(diào)節(jié)水位在正常水位附近波動，維持系統(tǒng)的動態(tài)平衡。
     汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）系統(tǒng)設(shè)置有疏水調(diào)節(jié)閥旁路門和入口門，在系統(tǒng)故障不能維持正常的水位時，入口門可以解列疏水調(diào)節(jié)器，旁路門來調(diào)節(jié)水位。
3低壓加熱器水位波動現(xiàn)象和原因查找、分析
3.1低壓加熱器水位波動現(xiàn)象
     該公司的#2機組在大修后啟動過程中，在低壓加熱器全部投運后，在負(fù)荷為120MW運行時，#4低加水位不能維持正常水位，低加水位上下波動并伴隨著事故放水調(diào)節(jié)閥的頻繁開關(guān)，同時也直接影響到#5、#6低加的水位的波動，機組負(fù)荷和#4低加出口的水溫也有一定程度的波動。
3.2原因查找
     經(jīng)過對#4低加的水位觀察，分幾步對低加水位不能維持及事故疏水頻繁動作進行分析：查閱低加說明書，對正常水位定值、事故放水定值進行核對，定值符合規(guī)定；聯(lián)系熱工人員對事故疏水門的調(diào)節(jié)速度以及調(diào)節(jié)過程進行檢查分析，一切正常；對就地的水位計和遠(yuǎn)傳水位計測量值進行對比，水位測量數(shù)據(jù)相互對應(yīng)且變化一致；檢查就地系統(tǒng)及閥門開關(guān)狀態(tài)，符合運行要求；對四段抽汽管道、抽汽電動門、抽汽逆止門進行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；對低壓換熱管進行打壓檢漏，排除了內(nèi)漏的情況；后對在大修過程中低加的檢修過程進行了檢查，對拆除、更換的各個環(huán)節(jié)進行核對，在檢查疏水裝置時，發(fā)現(xiàn)#4低加的疏水器的信號管閥門檢修前為閘閥，而在檢修后更換為截止閥，通過對比其他加熱器的信號管截門均為閘閥，又和#1機組對比，#1機的#4低加的信號管門也為閘閥(#1機#4低加水位在運行時維持穩(wěn)定）。
     通過查閱加熱器疏水管道的施工圖，得知#4低加的信號管閥門為DN50的碳鋼閘閥。查閱自調(diào)節(jié)水位控制裝置安裝說明書，廠家特別提醒：“調(diào)節(jié)器入口閥、旁路閥及汽閥均需用閘板閥，嚴(yán)禁使用截止閥�！�
通過對運行情況的觀察和對施工圖、廠家提供的安裝說明書的查閱核對，經(jīng)過對大修期間的檢修過程的回憶，在檢修工程中，因#4低加的疏水器的信號管閥門發(fā)生損壞，檢修人員就使用相同規(guī)格截止閥代替。經(jīng)過把此閥門更換為閘閥后啟動，對#4低加水位進行觀察，水位穩(wěn)定，事故疏水門自動也投入良好。
3.3汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）原因分析
     通過更換截止閥為閘閥后，低加水位維持正常，究其原因為截止閥和閘閥的結(jié)構(gòu)差異。
     1)介質(zhì)在閥體內(nèi)的流動路徑不同：閘閥是平流，截止閥是低進高出。
     2)閥門關(guān)閉時的密封形式不同：閘閥不論開或關(guān)時密封面一直接觸，截止閥在開啟后密封面就不在接觸。
     3)介質(zhì)的流動阻力不同：閘閥的流動阻力比截止閥小，更適用于通斷。
     4)流動特性不同：雖然規(guī)格相同，在運行時閥門也在全開狀態(tài)，但閘閥與截止閥相比較，它們的流動阻力和流通面積不同，截止閥比閘閥的流動阻力大，流通面積小，這就導(dǎo)致在水位調(diào)節(jié)過程中信號的選取發(fā)生誤差。在加熱器水位升高時，在正常情況下，信號管與水面的間隙減小，信號管采集的汽相信號應(yīng)該減小，疏水調(diào)節(jié)器通過的疏水量應(yīng)該增大，但由于截止閥的流動阻力大，流通面積小的原因，在通過截止閥后降壓擴容，傳遞給疏水器的汽相信號被放大，汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）誤認(rèn)為現(xiàn)在的加熱器內(nèi)的水不高，汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）通過的水量不需增大，水位就不斷上漲，導(dǎo)致水位超過正常值，引起事故疏水門動作。
     加熱器的水位是加熱器安全經(jīng)濟運行的重要監(jiān)視調(diào)節(jié)參數(shù)，水位過高將引起出口水溫降低，端差增大，抽汽管道水擊，嚴(yán)重時汽缸進水，威脅安全運行；水位過低將造成疏水串汽，對疏水管路沖刷較大，同時排擠下一級抽汽，降低了經(jīng)濟性。所以在正常運行中要維持正常的水位，保證加熱器的端差在設(shè)計范圍內(nèi)。
     在機組運行過程中，加熱器水位受機組負(fù)荷、給水流量等因素在合理范圍內(nèi)波動，當(dāng)水位發(fā)生不正常的大幅波動時，就需要從設(shè)備方面查找原因，如加熱器管束泄漏、疏水裝置故障、水位計顯示異常等均可以引起水位的異常波動。
     本故障分析與處理案例很具有代表性，從基本原理的層面分析和解決了故障，具有啟發(fā)性。雖然是一個閥門，在檢修過程中未按要求嚴(yán)格安裝，造成了設(shè)備運行的不穩(wěn)定，不僅影響機組的經(jīng)濟性，甚至影響機組的安全性。
     所以，在汽液兩相流疏水器（蒸氣液位自動調(diào)節(jié)疏水閥）設(shè)備運行時除按照使用說明書規(guī)范操作、使用外，在設(shè)備發(fā)生故障查找原因時，要從細(xì)節(jié)出發(fā)，認(rèn)真檢點設(shè)備從選型、安裝、調(diào)試、運行的各個環(huán)節(jié)，使設(shè)備的工作狀況符合設(shè)備的設(shè)計思想，發(fā)揮設(shè)備的應(yīng)有性能，保證設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。