轴封加热器水位对机组经济运行的影响

轴封加热器水位对机组经济运行的影响

概述：本文主要从轴封加热器高、低水位方面，分析了轴加水位对机组经济运行的影响，并提出了相应措施。

Overview: The article mainly analyze the influence to economical operation of units owing to high or low water lever of gland seal heater, at the same time, supply solution.

关键词：轴封加热器水位机组

Keyword: gland seal heater water level units

一.轴封加热器的结构

轴封加热器是用来回收汽轮机高、中压缸汽封漏汽，（主要有高压三段漏汽，中压、低压二段漏汽），并利用其热量加热部分主凝结水的一种表面式加热器。因它冷却的是汽气混合物，冷却介质为凝结水，而主凝结水在这里可以得到加热，所以叫轴封加热器。安顺电厂轴封加热器的技术规范如下：

型号：JQ—110—1

传热面积：110m2

汽侧压力：0.0988MPa

汽侧温度：99℃

汽侧进汽量：1365kg/h

水侧设计压力：4.9MPa

水侧设计进水温度：65.6℃

水侧设计出水温度：75.4℃

水侧设计流量：900 t/h

水侧设计最大流量：1390 t/h

水侧阻力：0.0176MPa

安电轴封加热器采用卧式结构，由壳体、管系和水室等部分组成，水室上设有冷却水进水管，并可互换使用，管系主要由U型管及隔板，加强筋管板组成；隔板与加强筋板为胀管连接，管系在壳体内可以自由膨胀，下部装有滚轮便于检修时抽出与装入，壳体上设有汽—气混合物进出管，疏水出口管及水位指示器接口管等，在冷却水进出口腔室和汽—气混合物进口管上装有温度计，压力表，供运行人员监视用。蒸汽空间由凝结区段和疏水冷却段组成，在凝结段加热蒸汽在这里凝结，放出凝结热量通过管子加热给水，属于凝结放热。在疏水冷却段属于对流放热。

凝结水由水室进口流入轴加冷却钢管内，经U型管到水室出管，然

后流出加热器。轴封汽从汽—气混合物进口管进入壳体后，在冷却器钢管外迂回流动，与管内冷却水进行热交换，从而使汽、气混合物中绝大部分蒸汽凝结成水并通过虹吸管疏入凝汽器中，而少量蒸汽和不凝结气体则由轴封风机排向大气。

与轴封加热器配套使用的是FZ—08轴封风机。

二.高水位对机组的影响

轴封加热器的水位指的是轴封加热器的疏水水位。轴封加热器上轴封回汽管口与轴封风机的抽汽口大致一样高度，若轴封加热器的水位过高，淹没了风机的抽汽口，那么轴封风机就有可能抽出的不是气体而是汽水混合物，使轴封风机过负荷，严重时将造成电机烧坏。同时因为轴封回汽是依靠轴封加热器内与轴封回汽母管的微压差进入轴封加热器的，若轴封加热器的水位过高，将使轴封回汽不畅，使其压力升高，因机组60%额定负荷以上时为自密封，其漏汽量只与机组的功率有关，与轴加内压力无明显的关系，故轴封溢流站会开大,这样会增大凝汽器的热负荷,若溢流站已达到全开状态,仍不能维持轻则使轴封汽顺轴向大气溢出，严重时还将引起轴封汽母管安全门动作。

传热量与轴封加热器的水位也有关系.由公式Q=KF∆t可以看出，传热量是由三个方面的因素决定，即冷热流体的传热平均温差∆t，传热面积F和传热系数K。轴封加热器内疏水水位的改变,其传热面积F也将改变.我们现在假设流体的传热平均温差∆t、传热系数K不变，传热面积F 的改变将影响传热量的改变。

安电轴封加热器的设计传热面积110m2，设计进汽温度为99℃，疏水温度一般高于进水温度5—11℃，因此疏水温度大概为75℃，我们现在假设轴加的疏水水位为以下几种情况:

水的比热C=4.187KJ/(kg·℃)

轴封加热器传热过程的传热系数K=19.61W/(m2·℃)

轴封加热器凝结放热的放热系数α=18000W/(m2·℃)

(1) 疏水水位为最高水位的1/3，则此时的传热面积为2/3×110=73m2，代

入热平衡公式则

Q=73×(99－75)×19.61＋18000×73×(99－75)

=31570356.7W

(2) 疏水水位为最高水位的1/2，则此时的传热面积为1/2×110=55m2，代

入热平衡公式则

Q=55×(99－75)×19.61＋18000×55×(99－75)

=23785885.2W

(3) 疏水水位为最高水位的2/3，则此时的传热面积为1/3×110=33m2，代

入热平衡公式则

Q=33×(99－75)×19.61＋18000×33×(99－75)

= 14271531.1W

(4) 疏水水位为最高水W位的9/10,则此时的传热面积为1/10×110=11m2，

代入热平衡公式则

Q=11×(99－75)×19.61＋18000×11×(99－75)

=4757177.1W

……由此可绘出疏水水位与传热量的曲线关系，如图 1—1

传热量（Q）

35×107

25×107

15×107

5×107

1/3h 1/2h 2/3h 9/10h h 水位（H）

图1—1

轴封加热器内水吸热量Q=cm∆t=4.187×60×900000×(75.4－

65.6)=22157640W,通过和上面计算的比较得到,当轴封加热器的水位为

1/2最高水位时,吸热量和放热量最匹配,因此1/2最高水位为最经济水位.

三.低水位对机组的影响

由图1—1可以得到：疏水水位越低其传热量越高。但不是越低越好，如果水位过低，则将使抽汽随疏水进入下一级加热器，此时蒸汽的流速加快，则K变小，所以此时的传热量Q反而变小。因暂无具体的设备构造图，无法计算出最低水位的传热量，根据各个电厂的运行参数，结合上面的计算，水位在1/3—1/2最高水位时的传热量最大。则上面疏水水位与传热量的关系曲线应修正为图1—2

传热量（Q）

35×107

25×107

15×107

5×107

1/3h 1/2h 2/3h 9/10h h 水位（H）

图1—2

同时水位过低还会对凝汽器真空产生影响。正常运行中轴封加热器