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，疏水量多少與負荷和凝結(jié)水量有關；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，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?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?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，同時也直接影響到#5、#6低加的水位的波動，機組負荷和#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傳水位計測量值進行對比，水位測量數(shù)據(jù)相互對應且變化一致；檢查就地系統(tǒng)及閥門開關狀態(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)閥門關閉時的密封形式不同：閘閥不論開或關時密封面一直接觸，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該減小，疏水調(diào)節(jié)器通過的疏水量應該增大，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計范圍內(nèi)。
     在機組運行過程中，加熱器水位受機組負荷、給水流量等因素在合理范圍內(nèi)波動，當水位發(fā)生不正常的大幅波動時，就需要從設備方面查找原因，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格安裝，造成了設備運行的不穩(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）設備運行時除按照使用說明書規(guī)范操作、使用外，在設備發(fā)生故障查找原因時，要從細節(jié)出發(fā)，認真檢點設備從選型、安裝、調(diào)試、運行的各個環(huán)節(jié)，使設備的工作狀況符合設備的設計思想，發(fā)揮設備的應有性能，保證設備的安全經(jīng)濟運行。