一种利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系统和方法与流程

1.本发明属于汽轮机运行技术领域，涉及一种利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系统和方法。


背景技术：

2.目前大型汽轮机的轴封均为自密封结构，低压缸轴封供汽通过高、中压缸轴封的漏汽经过喷水减温后进入低压缸轴封。为了确保低压轴封和轴封的安全，进入低压缸轴封温度通常需要控制在121
‑
177℃。
3.然而，低压缸轴封的进汽量相对较小，轴封母管在设计时管径相对较大，使得轴封母管内的蒸汽流速往往低于20mm/s。由于蒸汽流速过低，减温水量较小且难以精确控制，减温水经过雾化形成的水滴和蒸汽无法进行充分混合，从而使得减温后的蒸汽温度难以有效控制。经过调研，低压轴封进汽温度自动控制超限，在目前火力发电厂中是一个普遍存在的问题。有些电厂甚至需要手动控制低压轴封进汽温度，大大增加了运行人员的工作量。而进入低压缸轴封的蒸汽的温度，按照要求需要处于121℃～177℃之间，否则会对轴封和机组的安全运行构成威胁。低压轴封进汽温度若控制过高，会造成低压缸前、后端汽封严重超温，导致轴封间隙变大，使轴封漏汽量增大，润滑油系统供汽产生凝结水，凝结水窜入润滑油回油系统中，造成润滑油油质不合格。低压轴封进汽温度若控制过低，则会造成轴封进汽带水，相变将会对轴封和机组安全运行的安全性造成严重威胁。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系统，该装置和方法能够有效提高汽轮机低压缸轴封进汽温度的雾化效果，确保轴封安全运行。
5.为达到上述目的，本发明所述的利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系统包括蒸汽强化雾化装置、轴封母管、减温水源、辅助蒸汽联箱、低压轴封进汽母管及低压缸；
6.蒸汽强化雾化装置包括辅助雾化蒸汽喷头、减温水喷头、辅助雾化蒸汽管道及减温水管道，其中，辅助雾化蒸汽喷头及减温水喷头位于轴封母管内；
7.减温水源的出口经减温水管道与减温水喷头相连通，辅助蒸汽联箱的出口经辅助雾化蒸汽管道与辅助雾化蒸汽喷头相连通，轴封母管的出口经低压轴封进汽母管与低压缸相连通。
8.减温水源的出口经减温水关断阀、减温水调节阀及减温水管道与减温水喷头相连通，减温水引出点可由凝结水系统的7号低加出口、8号低加出口或凝泵出口引出，并尽可能选择凝泵出口至除氧器管道上温度较高的位置引出，引出点水温应确保在所有工况中上限温度小于100℃。
9.辅助蒸汽联箱的出口经辅助雾化蒸汽关断阀、辅助雾化蒸汽调节阀及辅助雾化蒸汽管道与辅助雾化蒸汽喷头相连通。
10.轴封母管上设置有轴封母管压力监测转置及轴封母管温度监测装置。
11.还包括疏水装置，疏水装置与轴封母管末端的疏水口相连通。
12.疏水装置包括第一疏水支路及第二疏水支路，第一疏水支路及第二疏水支路均与轴封母管末端的疏水口相连通，其中，第一疏水支路上沿水流方向依次设置有第一关断阀、自动疏水器及第二关断阀，第二疏水支路上沿水流方向依次设置有气动阀及第三关断阀。
13.辅助雾化蒸汽喷头安装于减温水喷头的前侧，且辅助雾化蒸汽喷头输出的汽流方向指向减温水喷头，辅助雾化蒸汽喷头位于轴封母管的底部。
14.辅助雾化蒸汽喷头为单孔喷头。
15.轴封母管温度监测装置与减温水喷头之间的距离大于等于ω
max
t，其中，ω
max
为辅助雾化蒸汽喷头出口的最大流速，t为水滴完全雾化所需要的时间。
16.轴封母管沿蒸汽流动方向倾斜向下布局。
17.一种利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的方法，包括以下步骤：
18.机组起动阶段暂不投入辅助雾化蒸汽，待机组运行稳定后再逐步投入辅助雾化蒸汽，其中，辅助雾化蒸汽关断阀全开，辅助雾化蒸汽调节阀逐渐开启，确保轴封母管的压力不大于0.13mpa，辅助雾化蒸汽调节阀的开度根据阀门的流量特性曲线、辅助蒸汽联箱压力及轴封母管压力确定，使得辅助雾化蒸汽喷头出口的流速为30m/s，固定辅助雾化蒸汽调节阀的开度，在此期间，调整减温水调节阀的开度，使得轴封母管温度监测装置测量得到的温度为155℃，然后调试减温水调节阀的自动控制，进而投入自动运行。
19.本发明具有以下有益效果：
20.本发明所述的利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系和方法统在具体操作时，轴封母管内的蒸汽经过蒸汽强化雾化装置进行雾化，其中，减温水经减温水喷头雾化后与蒸汽相混合，同时由辅助雾化蒸汽喷头引出相对高速的高温蒸汽，以加速减温水水滴破裂并与蒸汽掺混，以有效提升雾化效果，缓解目前汽轮机低压缸进汽轴封温度喷水雾化的难题，为提升汽轮机的安全运行及低压缸轴封温度的自动运行提供重要参考，继而确保轴封安全运行。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明中蒸汽强化雾化装置3的结构示意图。
23.其中，1为减温水关断阀、2为减温水调节阀、3为蒸汽强化雾化装置、4为轴封母管、5为轴封母管压力监测转置、6为轴封母管温度监测装置、7为低压轴封进汽母管、8为疏水装置、9为低压缸、10为辅助雾化蒸汽关断阀、11为辅助雾化蒸汽调节阀、12为辅助雾化蒸汽喷头、13为减温水喷头、14为辅助雾化蒸汽管道、15为减温水管道。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
25.参考图1，本发明所述的利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的系统包括蒸汽强化雾化装置3、轴封母管4、减温水源、减温水关断阀1、减温水调节阀2、辅助蒸汽联箱、辅助雾化蒸汽关断阀10、辅助雾化蒸汽调节阀11、疏水装置8、低压轴封进汽母管7及低压缸9；
26.蒸汽强化雾化装置3包括辅助雾化蒸汽喷头12、减温水喷头13、辅助雾化蒸汽管道14及减温水管道15，其中，辅助雾化蒸汽喷头12及减温水喷头13位于轴封母管4内。
27.减温水源引自6号低加出口，减温水经过减温水关断阀1、减温水调节阀2及减温水管道15与减温水喷头13相连通，辅助蒸汽联箱的出口经辅助雾化蒸汽关断阀10、辅助雾化蒸汽调节阀11及辅助雾化蒸汽管道14与辅助雾化蒸汽喷头12相连通，轴封母管4上设置有轴封母管压力监测转置5及轴封母管温度监测装置6，疏水装置8与轴封母管4末端的疏水口相连通，轴封母管4的出口经低压轴封进汽母管7与低压缸9相连通。
28.在工作时，轴封母管4内的蒸汽经过蒸汽强化雾化装置3进行雾化，其中，减温水经减温水喷头13雾化后与蒸汽相混合，同时由辅助雾化蒸汽喷头12引出相对高速的高温蒸汽，以加速减温水水滴破裂并与蒸汽掺混，实现提升雾化效果的作用。
29.辅助雾化蒸汽喷头12安装于减温水喷头13的前侧，且辅助雾化蒸汽喷头12输出的汽流方向指向减温水喷头13，辅助雾化蒸汽喷头12位于轴封母管4的底部。
30.辅助雾化蒸汽喷头12为单孔喷头，通过辅助雾化蒸汽调节阀11和辅助雾化蒸汽喷头12的联合设计及调节，确保辅助雾化蒸汽的流量为0.3t/h，蒸汽出口流速控制在20m/s
‑
40m/s之间。
31.轴封母管温度监测装置6包括两个热电偶，其中，轴封母管温度监测装置6与减温水喷头13之间的距离大于等于ω
max
t，其中，ω
max
为辅助雾化蒸汽喷头12出口的最大流速，t为水滴完全雾化所需要的时间，在实际工作时，将2个热电偶所测数值的平均值作为减温水调节阀2开度的控制对象。
32.低压轴封进汽母管7和轴封母管4的连接位置与轴封母管温度监测装置6之间的间距为1m。
33.轴封母管4沿蒸汽流动方向倾斜向下分布，疏水装置8包括第一疏水支路及第二疏水支路，第一疏水支路及第二疏水支路均与轴封母管4末端的疏水口相连通，其中，第一疏水支路上沿水流方向依次设置有第一关断阀、自动疏水器及第二关断阀，在机组正常运行时，第一关断阀及第二关断阀保持开启，第二疏水支路上沿水流方向依次设置有气动阀及第三关断阀，用于在机组起停阶段时使用，在机组正常运行时关闭。
34.本发明所述利用辅助雾化蒸汽提升汽轮机低压轴封供汽喷水雾化效果的方法包括以下步骤：
35.机组起动阶段暂不投入辅助雾化蒸汽，待机组运行稳定后再逐步投入辅助雾化蒸汽，其中，辅助雾化蒸汽关断阀10全开，辅助雾化蒸汽调节阀11逐渐开启，确保轴封母管4的压力不大于0.13mpa，辅助雾化蒸汽调节阀11的开度根据阀门的流量特性曲线、辅助蒸汽联箱压力及轴封母管4压力确定，使得辅助雾化蒸汽喷头12出口的流速为30m/s，固定辅助雾化蒸汽调节阀11的开度，在此期间，调整减温水调节阀2的开度，使得轴封母管温度监测装置6测量得到的温度为155℃，然后调试减温水调节阀2的自动控制，进而投入自动运行。