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凝结水系统运行知识大总结
点击次数:122 发布时间:2022-11-06

凝结水系统运行知识大总结

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凝结水系统运行知识大总结

凝结水系统运行知识大总结

凝结水系统运行知识大总结

一、主凝结水系统的作用和组成


主凝结水系统的主要作用是把凝结水从凝汽器热井送到除氧器。为保证整个系统可靠工作,提高效率,在输送过程中,还要对凝结水进行除盐净化、加热和必要的控制调节,同时在运行过程中提供有关设备的减温水、密封水、冷却水和控制水等,另外还补充热力循环过程中的汽水损失。
主凝结水系统一般由凝结水泵轴封加热器低压加热器等主要设备及其连接管道组成。亚临界及超临界参数机组由于锅炉对给水品质要求很高(特别是直流炉),所以在凝结水泵后设有除盐装置。国产机组由于除盐装置耐压条件的限制,凝结水采用二级升压,因此在除盐装置后还装设有凝结水升压泵。对于大型机组,主凝结水系统还包括由补充水箱和补充水泵等组成的补充水系统。

一般机组的主凝结水系统具有以下共同点:
(1)设两台容量为100%的凝结水泵或凝结水升压泵,一台正常运行,一台备用,运行泵故障时连锁启动备用泵。
(2)低压加热器设置主凝结水旁路。旁路的作用是:当某台加热器故障解列或停运时,凝结水通过旁路进入除氧器,不因加热器事故而影响整个机组正常运行。每台加热器均设一个旁路,称为小旁路;两台以上加热器共设一个旁路,称为大旁路。大旁路具有系统简单、阀门少、节省投资等优点,但是当一台加热器故障时,该旁路中的其余加热器也随之解列停运,凝结水温度大幅度降低,这不仅降低机组运行的热经济性,而且使除氧器进水温度降低,工作不稳定,除氧效果变差。小旁路与大旁路恰恰相反。因此,低压加热器的主凝结水系统多采用大小旁路联合应用的方式。
(3)设置凝结水最小流量再循环。为使凝结水泵在启动或低负荷时不发生汽蚀,同时保证轴封加热器有足够的凝结水量流过,使轴封漏汽能凝结下来,以维持轴封加热器中的微负压状态,在轴封加热器后的主凝结水管道上设有返回凝汽器的凝结水最小流量再循环管。
(4)各种减温水及杂项用水管道,接在凝结水泵出口或除盐装置后。因为这些水要求是纯净的压力水。
(5)在凝汽器热井底部、最后一台(沿凝结水流向)低压加热器的出口凝结水管道上、除氧器水箱底部都接有排地沟的支管,以便在机组投运前,冲洗凝结水管道时,将不合格的凝结水排入地沟。
(6)化学补充水通过补充水调节阀进入凝汽器,以补充热力循环过程中的汽水损失。
二、主凝结水系统举例
1.凝结水泵及其管道
凝结水从凝汽器热井水箱引出一根管道引出,用T形三通分别接至两台凝结水泵(一台正常运行,一台备用)的进口,在各泵的进口管上各装有电动闸阀和一个带法兰的锥形滤网。闸阀用于水泵检修隔离,滤网可防止热井中可能积存的残渣进入泵内,滤网上装有压差开关,当滤网受堵压降达到限定值时,向集控室发出报警信号。
如确认热井内部已经洁净,也可拆除滤网以减少阻力损失。在两台凝结水泵的出水管道上均装有止回阀和电动闸阀,闸阀上装有行程开关,便于控制和检查阀门的开闭状态,止回阀防止凝结水倒流。两台凝结水泵出口管道汇成一根总管道接至化学除盐装置,在该管道上接有凝结水泵的再循环管。管道上装有一只电动闸阀,可在集控室操作。
再循环管的作用是:
①在调试和启动凝结水泵时,维持热井水位,防止水泵汽蚀;
②逐台投运覆盖过滤器时,适当控制凝结水量,以保护覆盖过滤器;
③清洗凝汽器和凝结水泵时,可通过再循环管进行循环清洗。
 2.凝结水的化学处理
为了确保锅炉给水品质,防止由于凝汽器铜管泄漏或其他原因造成凝结水中含有盐质固形物,在凝结水泵之后设置一套凝结水除盐装置,以控制凝结水溶解图形物的浓度。
除盐装置进、出水管上各装一只电动隔离阀和一只电动旁路阀,在启动充水或运行中除盐装置故障需切除时,旁路阀开启,进、出口阀关闭,主凝结水走旁路。除盐装置投入运行时,进、出口阀开启,旁路阀关闭。
3.凝结水升压泵及其管道
 两台凝结水升压泵,一台正常运行,一台备用。在凝结水泵的进口和凝结水升压泵的进口之间,设有称为“凝三通"的连接管。该管的作用是:
①用于单独调试凝结水升压泵,此时可从凝汽器取水通过凝结水升压泵经凝结水最小流量再循环回到凝汽器;
②当机组短暂停运时,可用凝结水泵维持凝结水在除盐装置中的循环流动,以免覆盖过滤器脱膜;
③在机组启动和低负荷运行时,恒定除盐装置中凝结水量,以保证覆盖过滤器的功效不受影响。这是因为覆盖过滤器的出口压力大于其设计压力或进口压力大幅度变化时,覆盖过滤器不安全。
在凝结水升压泵的进口总管上接入一根从补充水箱引出的管道。该管的作用是:
①由于某种原因,导致凝结水升压泵进口突然失去流量或凝结水升压泵大于凝结水泵的流量,使凝结水升压泵进口压力低于0.04MPa时,补充水箱可立即向凝结水升压泵供水,暂时平衡水量,防止事故扩大;
②凝结水升压泵安装或检修后,需要单独试转时,可由补充水箱供水,通过设置在轴封加热器之前至补充水箱的高水位放水管回到补充水箱;
③当需要较快地进行冷炉上水及给水箱充水时(一般用补充水泵上水),也可借此管路启动凝结水升压泵完成上水工作;
④凝结水系统启动前,可由补充水箱向凝结水泵至凝结水升压泵进口之间的凝结水管道进行充水放气工作。
 4.凝结水最小流量再循环
 在轴封加热器后、低压加热器H8前,设置一根通往凝汽器的凝结水最小流量再循环管道。该管上设有凝结水最小流量再循环装置,它由一个调节阀、两个隔离阀和一个旁路阀组成。调节阀的信号取自于轴封加热器前凝结水流量装置,当运行中流量小于凝结水升压泵和轴封加热器所要求的最小流量时,自动开启再循环管路,以维持凝结水升压泵和轴封冷却器中的最小流量。
 5.除氧器给水箱水位控制
给水箱水位控制台设在轴封加热器之后、低压加热器H8的进水侧,它由主、副两只调节阀组成。正常运行时,副阀全开,由主调节阀利用给水箱水位、锅炉给水流量和凝结水流量三冲量控制,自动调节保持给水箱水位正常。
当机组负荷小于30%MCR,或当主调节阀故障检修时,在集控室手控副阀维持给水箱水位。给水箱设有水位保护,当水位升高到高水位警戒线时,高水位开关动作,在控制室报警,以引起运行人员的警觉;当水位继续升高到高一高水位警戒线时,高一高水位开关动作,报警的同时开启水箱上放水阀,关闭主凝结水管道上的所有水位调节阀及高压加热器H3的正常疏水阀,凝结水最小流量再循环自动开启;
如果水位升高到事故水位警戒线时,事故水位开关动作,报警的同时关闭抽汽止回阀和电动隔离阀,打开其前后疏水阀,以防止除氧器的凝结水通过抽汽管道进入汽轮机。当给水箱水位降低到低水位警戒线时,低水位开关动作,在控制室报警,必要时加大除氧器进水量;若水位继续下降至低一低水位警戒线时,应联动解列给水泵,作停机处理。一般低低水位警戒线尽量设计得低一些,以免轻易解列造成不必要的单元机组停机事故。
6.低压加热器及其管道
低压加热器H8为两台,每台容量为50%,并联安装在凝汽器颈部,共用一根旁路管道。其进、出口阀和旁路阀与该加热器高一高水位联动,当加热器出现高一高水位时,旁路阀开启,进、出口阀门关闭,凝结水走旁路,以免由于该加热器中的U形管泄漏,水和蒸汽经过没有设置任何保护性阀门的抽汽管道进入汽轮机。低压加热器H5、H6、H7各设有电动小旁路。每台加热器水侧,均装设一个泄压阀。在进入除氧器之前的主凝结水管路上装有止回阀,以防止机组事故甩负荷时,除氧器内的蒸汽倒流入凝结水系统。
7.补充水系统及凝汽器水位控制
机组的补充水来自化学处理水,由气动调节阀自动控制进入补充水箱。机组启动时,通过补充水泵,经流量孔板完成向凝汽器热井补水、锅炉上水、启动期间水泵密封用水及管路充水工作。正常运行时,开启补充水泵的旁路阀,停运补充水泵,依靠补充水箱与凝汽器之间的压差进行自流补水。
凝汽器热井水位由设置在凝汽器之前补充水管路上的调节装置控制,该装置设主、副两只调节阀。正常运行时,由热井水位信号通过主调节阀自动控制补充水量,以维持凝汽器水位。当水位低时,开大主调节阀;当水位继续下降,低水位信号报警时,在集控室快速开启旁路副阀,增加补水量。当热井出现高水位时,关小调节阀;当水位继续升高时,开启轴封加热器前的高水位放水调节阀,凝结水通过凝结水泵、除盐装置、凝结水升压泵回到补充水箱。
 8.各种减温水和杂项用水
在凝结水泵的出水总管上接出的用水支管有:汽轮机低压缸排汽减温水管,真空阀水封用水管,汽轮机主汽门、中压联合汽阀及猫爪冷却水管,锅炉汽水取样冷却器冷却水管,高、中压疏水扩容器减温水管等。
在凝结水升压泵之后轴封加热器之前的主凝结水管道上接出的用水支管有:给水泵、凝结水泵及凝结水升压泵等密封水管,低压旁路减温水管,低压旁路人凝汽器三级减温器水管,凝汽器水幕喷水管,汽封蒸汽减温水管,发电机水内冷系统补充水管,辅助蒸汽减温水管等。
9.清洗支管
凝汽器热井下部的水箱底部接一根排水管至地沟,供安装检修后凝汽器的清洗放水用,管道上装设一个经常关闭的水封阀,防止空气漏入凝汽器破坏真空。   在凝结水泵的出口管道上设有凝结水排地沟管道,以便启动凝结水泵及其再循环管对凝汽器及凝结水泵进行清洗后,将不合格的水排入地沟。在低压加热器H5的出口管道上电动出口闸阀前,引出两路水管。一路是开式清洗管,至地沟。该管上设有一只电动闸阀,机组正常运行时该阀锁定在关闭位置。排水管在机组启动初期投入使用,对低压水管道进行开式清洗,以排除设备及管系中的杂质。另一路是低压循环清洗水管,引向凝汽器,该管上也装有电动闸阀,通过此管用较为洁净的除盐水对低压管道系统进行循环清洗,以满足亚临界参数的锅炉对凝结水品质的要求。当水质合格后,关闭电动闸阀,开启低压加热器H5出口闸阀,凝结水进入除氧器。
引进型300MW机组主凝结水系统。其特点是由于化学除盐装置采用高速混床,能承受较高的压力,并且对凝结水压力及流量的变化没有特殊要求。因此主凝结水系统不再设置凝结水升压泵,从而简化系统,减少了投资及占地面积。H7、H8低压加热器均为内置式,且共用一根旁路管道。各种用途的减温水和杂项用水从除盐装置后接出。
除氧器给水箱的水位控制装置由主、副调节阀和一只电动旁路阀组成,当机组负荷小于30%MCR时,主调节阀全关,由副调节阀对除氧器水位进行单冲量控制。当机组负荷大于30%MCR时,副调节阀全开,由主调节阀对除氧器水位进行三冲量控制。当主、副调节阀均故障时,由运行人员在控制室手动调节旁路阀控制。其他与国产300MW机组主凝结水系统类似。600MW机组的主凝结水系统与上述情况基本相同。
三、主凝结水系统运行
下面以国产300MW机组的主凝结水系统为例说明主凝结水系统的运行。
(一)启动
1.启动前的准备
凝结水系统启动前,必须具备下列条件:
①补充水箱充水到正常水位,至凝汽器热井的补充水管路充水,补充水泵已灌水,并为投运做好准备;
②凝结水系统、给水箱已冲洗完毕,凝结水系统已充水放气,凝汽器热井、除氧器给水箱充水至较高水位;


③凝结水泵再循环电动阀开启,凝结水最小流量再循环、除氧器水箱水位、凝汽器热井水位等自动控制装置处于可运行状态。全部控制系统均处于完善状态。

2.凝结水泵及凝结水升压泵启动

上述启动条件都满足要求时,先启动补充水泵向凝结水泵、凝结水升压泵供密封水,然后手控启动凝结水泵,利用凝结水泵再循环运行。待凝结水升压泵的进口压力达到一定值时,手控启动凝结水升压泵,关闭凝结水泵再循环管电动阀,投入轴封加热器后凝结水最小流量再循环。当凝汽器真空能满足自流补水时,停运补充水泵,各种水泵的密封水切换由凝结水供给。

3.低压加热器的启动

低压加热器的启动一般分为机组运行中的启动和随机启动。

(1)机组运行中的启动。启动时,首先缓慢开启低压加热器至凝汽器的启动放气阀,以排出低压加热器停运时汽侧空间集聚的大量空气,此时要注意凝汽器真空的变化,以防止加热器启动放气阀开得过快而导致凝汽器真空的降低。

然后,缓慢开启低压加热器水侧进口阀,向低压加热器注水,并监视加热器疏水水位,注意加热器有无泄漏,同时开启水室的放气阀,待有水流出后关闭。注水正常后,逐渐全开水侧出口、进口阀,加热器通水。当用加热器出口阀来调整凝结水水位时,应注意根据水位情况确定出口阀的开度。之后,投入抽汽管道上的止回阀控制系统,使其置于运行状态。缓慢稍开抽汽管道上的电动隔离阀向加热器送汽,对加热器预热,按规程规定预热一段时间后,全开进汽阀,并根据抽汽管道上的疏水情况,关小直至全关其止回阀前、后的疏水阀。对于设有疏水泵的回热加热器,待加热器水位升至水位计的3/4时,开启疏水泵,打开疏水泵的出口阀,保持水位正常。若疏水泵工作失常,将疏水经水封管切换至凝汽器。

(2)随机启动。低压加热器随汽轮机一起启动时,将加热器的进口阀、出口阀、进汽阀、疏水阀及空气阀全部打开,并投入止回阀控制系统,关闭汽侧放水阀,操作较为简单。

(二)正常运行

机组正常运行时,凝结水系统根据汽轮发电机组的要求,在各种变负荷工况下运行。除氧器给水箱、凝汽器热井、补充水箱等水位均自动维持在正常值。凝结水系统的再循环在低负荷时自动投入。

(三)非正常运行

1.低压加热器解列

由于加热器管子泄漏或疏水不畅,引起加热器汽侧水位过高,则加热器解列,凝结水走旁路。根据加热器的停运台数,按规定降低汽轮机出力。

2.除盐装置旁路运行

当除盐装置发生故障或需反冲洗,停运一台或更多的除盐罐时,根据具体情况,凝结水部分或全部旁路运行,当部分通过旁路运行时,应手调旁路阀平衡凝结水量。   

3.汽轮机甩负荷

甩负荷造成汽轮机主汽门跳闸时,除氧器给水箱水位调节阀自动关闭,暂时中断凝结水进入除氧器,这样可减缓除氧器压力的急剧下降,防止给水泵汽蚀。这时凝结水通过最小流量再循环运行。

(四)停机

机组开始减负荷,关闭凝结水补充水箱的水位调节阀,降低水箱水位,负荷逐渐减少到凝结水不能满足轴封加热器流量要求时,投入凝结水最小流量再循环运行。,汽轮机解列后,关闭除氧器给水箱和凝汽器热井的水位调节阀。当所有接至热井的疏水中断且凝汽器真空破坏后,才能停运凝结水泵和凝结水升压泵。凝结水泵停运后,若给水泵尚需继续运行,应启动补充水泵提供密封水。若机组需按正常参数停运,则低压加热器在机组负荷减到规程规定的数值以下时,方可停运。

停运时,先关闭加热器抽汽管道上的电动隔离阀和止回阀,同时全开抽汽止回阀前、后的疏水阀,然后全开加热器水侧旁路阀,全关水侧进、出口阀。如有保护装置,也应切除。这时应注意加热器的疏水水位,待降到水位计的1/3时,关闭加热器的疏水装置。设有疏水泵的加热器,应停运疏水泵,关闭泵的出口阀。在机组滑参数停运时,加热器采用随机滑停方式。汽轮机停机后,低压加热器水侧的进、出口阀可不关闭,除开启抽汽管道上的疏水阀和汽侧放水阀外,无其他操作。


 

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