簡介
然而實際的蒸汽系統中經常會有凝結水及空氣的存在,影響蒸汽系統的效率及安全。我們應當設法經常地、及時地將蒸汽中的凝結水及空氣(包括其他不可凝氣體)排出來,挖掘在用設備潛力,達到節能增效的目的。在這方面國內與國外的差距是非常大的,我國從
日本三菱、日立公司進口的機組中每台機組約有200多隻蒸汽自動疏水器,歐美機組包括俄羅斯機組也都有較多的疏水器。而國產同類機組幾乎很難找到一隻疏水器,在一些凝結水較多的部位採用截止閥疏水,並規定一定的時間間隔去人為操作閥門啟閉。因為無法判斷凝結水的具體情況,一般不是造成凝結水的積存就是造成蒸汽的浪費。
原因
差別為什麼如此懸殊?這與日本缺乏能源資源是有關係的,以日本火電機組為例與國產機組比較,我們發現主要有以下兩個原因:
1.1與國家的能源政策和觀念有關
日本因為缺乏能源資源,能源的危機感促使日本在各個領域裡都極為重視節能降耗。疏水器屬於節能產品,因此不僅其疏水器技術領先於歐美國家,疏水器在蒸汽系統上的套用也是最廣泛、數量最多的(例如河北省三河發電廠兩台三菱300MW級機組總共裝置了近五百隻疏水器),政府在疏水器之類節能產品的套用上都有具體的鼓勵政策,能源的危機感促使日本在各個領域裡都極為重視節能降耗工作,其節能技術在世界上是處於領先地位的。
我國以往的觀念是“地大物博”、“物產豐富”,雖然在扭轉這種觀念,人們對節能逐漸有了新的認識。但火電廠長期以來只注意安全生產,忽略經濟運行,致使對節能工作重視的不夠,象疏水器這樣的小東西更是無人問津。
1.2疏水器性能的認識不到位
國內相當一部分人認為“疏水器裝的越多泄漏點越多”。我們曾發現有的電廠把許多疏水器拆下並將疏水管口封死,原因是疏水器的泄漏已經影響了出力。因此有些電廠寧可用截止閥或球閥來代替疏水器,謔稱自動疏水器是“自動漏水器”,所以國產機組套用自動疏水器較少。
二、汽液兩相流疏水器
該水平處於國內領先地位。在基本原理基礎上,技術創新實現上達到了重大突破,其獨特的相變管(信號管)直接與本體連線方式、雙喉口結構等設計思想解決了早期產品液位控制精確度不高、信號不準確的問題,同時,降低了調節汽量,減弱了後部管線的汽蝕及振動,尤其在300MW、600MW及以上機組效果更為顯著。
液位自動調節系統主要由調節器和相變管構成,調節器信號口通過相變管直接與被控制容器相連通。液位自動調節系統信號的採樣在被控制容器內直接採集。
調節器由汽室和閥芯構成,閥芯是漸擴結構。這種分段式雙喉口獨特設計,使本裝置信號採集更準確,控制靈敏度更高,調節幅度顯著加寬。
三、汽液兩相流疏水器工作原理
汽液兩相流疏水器經特設的前端閥芯受阻後,進入閥腔內部,容器內液位緩緩上升到相變管接口處,相變管由汽相信號轉變為液相信號。此時,前端疏水與液相管疏水混合,向特設的後端喉部流動。(後端閥芯為控制擴壓端)由於喉口面積設定不變,當液位上升到所需正常水位時,疏水排量最大;當液位降低時,用汽量信號增加,進入調節器內部,使喉部疏水的有效通流面積減小,疏水排出量減少,從而達到控制水位目的。調節器內汽量的多少決定疏水排量的大小,而調節汽量由加熱器內液位的高低決定,通過相變管(信號管)採集,達到調節水位目的。
四、汽液兩相流疏水器技術特性
汽液兩相流疏水器結構不同:
原有同類產品是整體閥芯,GH10型汽液兩相流疏水器是分段式閥芯,該產品最主要的關鍵部位是閥芯的孔徑計算。常規的計算方法只是停留在靜態狀態,及容器運行時,負荷保持不變,水位控制穩定, 可想而知,機組運行時,負荷變化是經常性的,那么,隨著負荷的變化,容器的抽汽量發生變化,抽汽冷凝水的量將隨之改變,容器內的水位發生變化,固有設計方法已不能滿足控制水位的要求,西安國恆節能環保技術有限公司在原有設計計算上,結合疏水器運行現狀,在經過大量的計算運行試驗的基礎上,改進了計算方法,將計算中幾個重要的參數進行了微積分處理。這樣一來,設計出的疏水器可以滿足多工況運行要求,機組負荷變化。疏水器的排水量隨之變化,但容器內的水位適中處於設定狀態。 原有同類產品調節汽管進入閥芯內部的均為汽相信號,汽液兩相流疏水器高負荷段時是液相信號,低負荷時是汽相信號,因而降低了調節汽量,減弱了後部管線的汽蝕及振動。
HY-K8型型汽液兩相流疏水器控制更精確
原有同類產品汽信號從信號筒採集,從小孔進入調節器,環節多、阻力大,汽信號不準確、信號滯後,從而影響調節器控制的精確度。
HY-K8型型汽液兩相流疏水器直接在被控制容器內採集(無信號筒),汽相與液相在混合室充分混合,減少了達到熱平衡及壓力平衡的時間,因此信號更準確,調節性能更精確。
五、汽液兩相流疏水器適應工況變化範圍更大
在滿負荷最大流量時,原有同類產品和HY-K810型汽液兩相流疏水器均能滿足生產要求。在低負荷小流量時,原有同類產品進入調節器內的疏水壓力和氣的壓力幾乎平衡,由於小汽孔存在,衰減了汽壓,進入閥芯內部的汽壓略小於疏水壓力,汽信號減弱,所以阻礙疏水的作用就弱,調節性能差。
汽液兩相流疏水器在低負荷時,由於結構發生變化,進汽方式為環型進汽,汽壓不受影響,進入調節器內的汽壓高於疏水壓力,汽信號準確,阻礙疏水的作用更強,調節性能好。而且液位波動更小、更穩定。
取消信號筒,改為信號管直接採集汽信號,安裝更加簡單,現場管道布置更加簡潔。
HY-K8型汽液兩相流疏水器適用範圍擴大,對軸封加熱器、連排擴容器、熱網換熱器、閃發罐等工況不穩定及石化、冶金企業等流量小、壓力低的設備更加合適。
六、汽液兩相流疏水器技術裝置組成
Ⅰ.相變管(信號管):其作用是根據液位高低採集汽相、液相信號。
Ⅱ.自調節液位控制器:是控制液位的主要設備。
Ⅲ.旁路閥:為閘板閥,其作用是:修正由於參數提供不準造成的誤差。
Ⅳ.入口閥:為閘板閥。
汽液兩相流疏水器Ⅴ.汽閥:為閘板閥。
Ⅵ.加熱器
Ⅶ.連線短管
七、(一)HY-K8型汽液兩相流疏水器設計參數最大工作壓力:≤16MPa;
最大工作溫度: ≤455℃;
調節汽用量:約為疏水容積流量的1-3‰;
可通流量:根據最大流量設計。
(二)型汽液兩相流疏水器外型圖:
汽液兩相流疏水器1.殼體材質為#20鋼
2.殼體內閥芯材質為優質不鏽鋼 (C)HY-K8型汽液兩相流疏水器外型參考尺寸及重量:
(1) Φ273 Dn250的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
1.6Mpa L×G×H 320×405×340 Φ=200 115
(2) Φ219 Dn200的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
1.6Mpa L×G×H 297×340×310 Φ=185 85
(三) Φ159 Dn150的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
10Mpa L×G×H 438×315×335 Φ=220 113
6.3Mpa L×G×H 418×295×345 Φ=180 94
4.0Mpa L×G×H 364×270×305 Φ=185 72
2.5Mpa L×G×H 277×270×275 Φ=185 59
1.6Mpa L×G×H 264×250×265 Φ=185 47
(四) Φ133 Dn125的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
10Mpa L×G×H 438×315×335 Φ=220 113
6.3Mpa L×G×H 418×295×345 Φ=180 94
4.0Mpa L×G×H 364×270×305 Φ=185 72
2.5Mpa L×G×H 277×270×275 Φ=185 59
1.6Mpa L×G×H 264×250×265 Φ=185 47
(五) Φ108 Dn100的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
6.3Mpa L×G×H 400×250×321 Φ=180 67
4.0Mpa L×G×H 360×235×287 Φ=165 52
2.5Mpa L×G×H 269×235×257 Φ=165 47
1.6Mpa L×G×H 264×220×225 Φ=165 38
(六) Φ89 Dn80的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
6.3Mpa L×G×H 392×210×287 Φ=180 63
4.0Mpa L×G×H 327×200×240 Φ=165 51
2.5Mpa L×G×H 256×200×214 Φ=165 45
1.6Mpa L×G×H 255×200×210 Φ=165 35
(七) Φ76 Dn65的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
6.3Mpa L×G×H 340×200×265 Φ=180 58
1.6Mpa L×G×H 234×185×205 Φ=165 28
(八) Φ57 Dn50的汽液兩相流疏水器外型尺寸及重量(kg):
壓 力 長×寬×高 尺 寸 相變管接口法蘭尺寸 重量
6.3Mpa L×G×H 367×175×243 Φ=155 39
4.0Mpa L×G×H 284×165×227 Φ=140 35
1.6Mpa L×G×H 220×165×183 Φ=140 20
汽液兩相流疏水器相變管選取規格如下:
(一)、正常情況:(廠方不特殊要求)
(1、)汽液兩相流疏水器規格為:Ф57、Ф76、Ф89、Ф108、Ф133、Ф159六種。
(2、)汽液兩相流疏水器規格與相變管規格統一如下:
Ф159汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф89
Ф133汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф76
汽液兩相流疏水器Ф108汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф57
Ф89汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф57
Ф76汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф57Ф57汽液兩相流疏水器,相變管選型為Ф38
(二)、非正常情況:
(1、)可根據客戶實際要求定做;
(2、)特殊定做前,需業務員或工程部人員和客戶進行溝通。
八、汽液兩相流疏水器特點:
Ⅰ 液位自調節性能強:
極強的調節能力,能夠適用於調峰機組和工況變化大的設備,滿足機組負荷變化30%——100%,水位波動控制在正常水位的±50mm以內。
Ⅱ 可靠性高,免維護:
無機械活動部件、無氣動、電動控制系統,設計原理先進,可靠性高,具有免維護的突出特點。
Ⅲ 無泄漏,安全性高:
本裝置全密閉結構,無任何活動泄漏點,出廠前嚴格按國家標準進行打壓和探傷等檢驗過程。
Ⅳ 壽命長:
內芯採用優質不鏽鋼材料,能滿足設備長期運行的要求,設計使用壽命10年。
Ⅴ 緩解汽蝕現象:
液位控制穩定,大大緩解了管道內汽蝕和振動現象。
Ⅵ 易安裝:
本裝置無需電氣控制系統,系統簡化,便於現場安裝。
Ⅶ 適用性強:
對於工況變化較大,流量較大的各類換熱、擴容設備均可適用
九、汽液兩相流疏水器的正確選擇
選擇疏水器時,不能單純從最大排放量選擇,應特別注意:“絕不允許只根據管徑大小來套用疏水器” 。而必須根據疏水器選擇原則並結合凝結水系統的具體情況來選用。一般情況下,應按以下三個方面選用。
首先根據加熱設備和對排出凝結水的要求,選擇確定疏水器的型式。
對於要有最快的加熱速度,加熱溫度控制要求嚴的加熱設備,需保持在加熱設備中不能積存凝結水,只要有水就得排,則選擇能排飽和水的機械型疏水器為最好。因為它是有水就排的疏水器,能及時消除設備中因積水造成的不良後果,迅速提高和保證設備所要求的加熱效率。
對於有較大的受熱面,對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴的加熱設備,可以允許積水,如:蒸汽採暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應選用熱靜力型疏水器為最好。
對於中低壓蒸汽輸送管道,管道中產生的凝結水必須迅速完全排除,否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高,使蒸汽的溫度降低,滿足不了用汽設備工藝要求。因此,中低壓蒸汽輸送管道選用機械型疏水器為最好。
十、結束語
近些年來國內火電站的運行和管理水平在不斷提高,但是距國外先進國家尚存在著一定的差距,特別是在節能方面。蒸汽是火電站的功能傳遞的最主要載體,如何提高蒸汽的品質、提高蒸汽的熱效率,是“革新挖潛”、“節能增效”的有效途徑。蒸汽自動疏水器對於蒸汽系統是必不可缺的,因此,進一步了解疏水器、正確選擇和套用疏水器,對技術人員及管理者都有非常現實的意義。
雖然在老機組改造、新建、擴建工程中選用TLV閥需花費大量資金,但據國外有關資料對設定疏水器的經濟性進行統計表明,一般在半年內的節能效益可以收回投資疏水器的全部費用,因此,可以說在蒸汽系統上設定疏水器實際上是一項高回報的投資行為。
在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業,都大量地使用蒸汽。及時排除蒸汽系統中的凝結水、減少蒸汽的泄漏;提高蒸汽使用設備的熱效率等問題。得到了各門的普遍重視,蒸汽疏水器就是解決這些問題的主要裝置。疏水器也稱疏水閥,也稱自動排液器,它是用在蒸汽加熱設備或蒸汽輸送管網上,起自動阻汽排水作用的裝置。汽液兩相流疏水器。