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汽液两相流疏水器装置

汽液两相流疏水器是应用“两相流理论”“控制流体理论”开发的新一代节能环保产品,在火力发电机组运行中,为了提高蒸汽系统的效率和保证蒸汽设备的安全和经济运行,应当尽可能地提高蒸汽的品质。然而实际的蒸汽系统中经常会有凝结水及空气的存在,影响蒸汽系统的效率及安全。我们应当设法经常地、及时地将蒸汽中的凝结水及空气(包括其他不可凝气体)排出来,挖掘在用设备潜力,达到节能增效的目的。在这方面国内与国外的差距是非常大的,我国从日本三菱、日立公司进口的机组中每台机组约有200多只蒸汽自动疏水器,欧美机组包括俄罗斯机组也都有较多的疏水器。而国产同类机组几乎很难找到一只疏水器,在一些凝结水较多的部位采用截止阀疏水,并规定一定的时间间隔去人为操作阀门启闭。因为无法判断凝结水的具体情况,一般不是造成凝结水的积存就是造成蒸汽的浪费。
原因
差别为什么如此悬殊?这与日本缺乏能源资源是有关系的,以日本火电机组为例与国产机组比较,我们发现主要有以下两个原因:
1.1与国家的能源政策和观念有关
日本因为缺乏能源资源,能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗。疏水器属于节能产品,因此不仅其疏水器技术领先于欧美国家,疏水器在蒸汽系统上的应用也是最广泛、数量最多的(例如河北省三河发电厂两台三菱300MW级机组总共装置了近五百只疏水器),政府在疏水器之类节能产品的应用上都有具体的鼓励政策,能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗工作,其节能技术在世界上是处于领先地位的。
我国以往的观念是“地大物博”、“物产丰富”,虽然在扭转这种观念,人们对节能逐渐有了新的认识。但火电厂长期以来只注意安全生产,忽略经济运行,致使对节能工作重视的不够,象疏水器这样的小东西更是无人问津。
1.2疏水器性能的认识不到位
国内相当一部分人认为“疏水器装的越多泄漏点越多”。我们曾发现有的电厂把许多疏水器拆下并将疏水管口封死,原因是疏水器的泄漏已经影响了出力。因此有些电厂宁可用截止阀或球阀来代替疏水器,谑称自动疏水器是“自动漏水器”,所以国产机组应用自动疏水器较少。

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二、汽液两相流疏水器
该水平处于国内领先地位。在基本原理基础上,技术创新实现上达到了重大突破,其独特的相变管(信号管)直接与本体连接方式、双喉口结构等设计思想解决了早期产品液位控制精确度不高、信号不准确的问题,同时,降低了调节汽量,减弱了后部管线的汽蚀及振动,尤其在300MW、600MW及以上机组效果更为显著。
液位自动调节系统主要由调节器和相变管构成,调节器信号口通过相变管直接与被控制容器相连通。液位自动调节系统信号的采样在被控制容器内直接采集。
调节器由汽室和阀芯构成,阀芯是渐扩结构。这种分段式双喉口独特设计,使本装置信号采集更准确,控制灵敏度更高,调节幅度显著加宽。
三、汽液两相流疏水器工作原理
汽液两相流疏水器经特设的前端阀芯受阻后,进入阀腔内部,容器内液位缓缓上升到相变管接口处,相变管由汽相信号转变为液相信号。此时,前端疏水与液相管疏水混合,向特设的后端喉部流动。(后端阀芯为控制扩压端)由于喉口面积设定不变,当液位上升到所需正常水位时,疏水排量最大;当液位降低时,用汽量信号增加,进入调节器内部,使喉部疏水的有效通流面积减小,疏水排出量减少,从而达到控制水位目的。调节器内汽量的多少决定疏水排量的大小,而调节汽量由加热器内液位的高低决定,通过相变管(信号管)采集,达到调节水位目的。
四、汽液两相流疏水器技术特性
汽液两相流疏水器结构不同:
原有同类产品是整体阀芯,GH10型汽液两相流疏水器是分段式阀芯,该产品最主要的关键部位是阀芯的孔径计算。常规的计算方法只是停留在静态状态,及容器运行时,负荷保持不变,水位控制稳定, 可想而知,机组运行时,负荷变化是经常性的,那么,随着负荷的变化,容器的抽汽量发生变化,抽汽冷凝水的量将随之改变,容器内的水位发生变化,固有设计方法已不能满足控制水位的要求,西安国恒节能环保技术有限公司在原有设计计算上,结合疏水器运行现状,在经过大量的计算运行试验的基础上,改进了计算方法,将计算中几个重要的参数进行了微积分处理。这样一来,设计出的疏水器可以满足多工况运行要求,机组负荷变化。疏水器的排水量随之变化,但容器内的水位适中处于设定状态。 原有同类产品调节汽管进入阀芯内部的均为汽相信号,汽液两相流疏水器高负荷段时是液相信号,低负荷时是汽相信号,因而降低了调节汽量,减弱了后部管线的汽蚀及振动。
HY-K8型型汽液两相流疏水器控制更精确
原有同类产品汽信号从信号筒采集,从小孔进入调节器,环节多、阻力大,汽信号不准确、信号滞后,从而影响调节器控制的精确度。
HY-K8型型汽液两相流疏水器直接在被控制容器内采集(无信号筒),汽相与液相在混合室充分混合,减少了达到热平衡及压力平衡的时间,因此信号更准确,调节性能更精确。
五、汽液两相流疏水器适应工况变化范围更大
在满负荷最大流量时,原有同类产品和HY-K810型汽液两相流疏水器均能满足生产要求。在低负荷小流量时,原有同类产品进入调节器内的疏水压力和气的压力几乎平衡,由于小汽孔存在,衰减了汽压,进入阀芯内部的汽压略小于疏水压力,汽信号减弱,所以阻碍疏水的作用就弱,调节性能差。
汽液两相流疏水器在低负荷时,由于结构发生变化,进汽方式为环型进汽,汽压不受影响,进入调节器内的汽压高于疏水压力,汽信号准确,阻碍疏水的作用更强,调节性能好。而且液位波动更小、更稳定。
取消信号筒,改为信号管直接采集汽信号,安装更加简单,现场管道布置更加简洁。
HY-K8型汽液两相流疏水器适用范围扩大,对轴封加热器、连排扩容器、热网换热器、闪发罐等工况不稳定及石化、冶金企业等流量小、压力低的设备更加合适。

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