2017年关于水的议论文(2)

给水再循环布置优化方案对比分析

　　摘 要: 文中对给水再循环两种不同的布置方案进行比较，并对这两个方案从力、力矩以及最大热位移，这三个方面进行了对比和分析，最后得出 300 MW 及以上大中型电站，不论从设计还是从运行角度考虑对给水再循环布置均采用调节阀组设置在除氧器平台附近都较为合理。

　　关键词: 最小流量阀; 布置

　　国电库尔勒 2 ×350 MW 热电联产工程，每台机组配置 2 台 50%容量汽动给水泵，两台机组共用 1 台 30% 容量启动备用电动给水泵。火力发电厂施工图设计守则中有关给水再循环的注意事项如下:管线不宜柔，而宜短捷; 节流部件布置在靠近除氧器附近是合理的。

　　因工程共用一个启动备用电泵，该泵布置在两台机组中间，目前泵厂只提供一个启动泵最小流量阀。最小流量阀后由于介质压力聚变，容积流量增大，流速亦随之增大，部分介质汽化产生汽泡，继而出现噪声及管道的振动和磨损，所以调阀后管道通径放大或适当增加壁厚。文中针对两种最小流量阀放置的位置比较，从而得出更优的一种布置方案。

　　1、给再循环系统的组成、作用和布置

　　国电库尔勒 2 ×350 MW 热电联产工程，两台机组均是哈尔滨汽轮机厂生产的 CJK350/296 －24． 2 /0． 40 /566 /566 超临界、单轴、双缸双排汽、中间再热、间接空冷单抽汽凝汽式汽轮机。

　　1.1、系统组成

　　工程给水系统的基本配置有，汽动: 汽动给水泵( 常用) ，前置泵，小汽轮机，电动机及其相应的配件; 电动( 启动及备用) : 电动给水泵及其相应的配件( 无前置泵) 。机组启动时采用电动给水泵供水，当负荷上升至 30% 时切换为汽动给水泵供水。

　　电动给水泵出口有一条最小流量再循环管道分别接至内置式除氧器，并配有最小流量阀，确保机组在启动和低负荷工况下流经启动电泵的流量大于启动电泵允许的最小流量的要求。系统图如图 1 所示。

图 1

　　1.2、给水再循环

　　为了避免给水泵汽化而导致给水泵汽蚀，除了确保给水泵自身性能优良外，在给水泵出口设置一路再循环管道使得给水泵在低负荷运行期间通过给水泵的水量足以带走给水泵摩擦产生的热。

　　给水泵启动前，如果检测到给水泵的流量小于给水泵的最小流量就要开启给水泵最小流量阀，使得多余的流量通过最小流量阀再回到除氧器，这样除氧器和给水泵通过再循环管道形成一个小循环。

　　1.3、给水再循环存在的问题

　　300 MW 机组的常规设计，给水再循环最小流量阀会放置在接近除氧器的除氧器平台( ～18m) 上，给水再循环最小流量阀后有很短的一段管道直接进入除氧器，而库尔勒工程给水再循环最小流量阀放置在运转层( ～13 m) ，且放置在两台机组中间，距离除氧器再循环口的距离较远。

　　以下是通过两种方式用应力计算软件 GLIF计算出各节点的荷载分布以及接口的力和力矩，同时还有最大热位移进行比较。

　　(1) 调节阀放置在除氧器平台( ～18 m) 见表1 和表 3。
　　(2) 调节阀放置在运转层( ～13 m) 且在两台机组中间( 最小流量阀距离除氧器再循环入口50 m左右) 见表 2 和表 4。

表1 接口力和力矩

表 2 接口力和力矩

　　2、两种布置方案对比分析

　　2.1、接口力和力矩比较( 表 1、表 2)

　　1 号机合力: ( 除氧器平台 － 中间层) / 中间层= ( 1784 － 1501) /1501 = 18% ;2 号机合力: ( 除氧器平台 － 中间层) / 中间层= ( 3188 － 2956) /2956 = 8% ;1 号机合力矩: ( 除氧器平台 － 中间层) / 中间层 = ( 2169 －3605) /3605 =39%;2 号机合力矩: ( 除氧器平台 － 中间层) / 中间层 = ( 2029 －3181) /3181 =36%;从力和力矩的对比分析可以看出，单从接口力和力矩的大小分析，阀门远离接口布置较为合适。

　　2.2、最大热位移点( 表 3、表 4)

表 3 最大热位移点

表 4 最大热位移点

　　从表 3 和表 4 可以看出，最小流量阀布置在运转层时，管道 Y 向最大热位移增幅过大。

　　3、布置方案总结

　　以上两种布置方案对比分析如下:

　　(1) 从设计角度考虑，最小流量阀组布置在中间层有利于阀门的检修和维护，且成品小，另外从应力计算分析，阀门远离接口对接口的影响较小，但是阀门后的热位移随之偏大。

　　(2) 从电厂运行角度考虑。由于调节阀后介质参数发生剧烈变化，在极端工况或最小流量阀磨损的情况下，阀后液体中会参有气泡，此时管道会出现不同情况的振动，如果最小流量阀距离除氧器给水再循环口近，这样的振动范围就会小，但是如果距离除氧器给水再循环口远，这样的振动范围就会很明显。

　　综上所述，为了保证电厂安全运行，建议对300 MW 以上的机组最好采取调节阀靠近除氧器接口处布置。

　　4、结束语

　　电厂给水再循环在电厂寿期内的安全运行起关键的作用，为了保证电厂的安全运行，我们必须从始设计上就应该杜绝这些安全隐患。文中从目前在建电厂的设计角度出发，通过两种布置方案对给水再循环进行了比较和分析，提出了大中型电厂给水再循环设计的布置方案，后续我打算通过 FLUENT 和 ANSYS 软件数值模拟给水再循环在各个极端工况下乃至最小流量阀带有不同程度的磨损之后，阀后管道带有不同程度的气泡份额的情况下，通过数值模拟最小流量阀后的应力分布和管道的振动，为火电厂以及核电厂给水再循环管道的设计提供更坚实的理论依据。

　　参考文献
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