汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）故障分析

     汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）故障分析，介绍了汽液两相流疏水器工作原理和过程，运行过程中由于低压加热器汽液两相流疏水器故障导致水位大幅波动，不能维持正常水位，阐述了低加水位大幅波动的现象和原因分析以及解决的方法。
     某公司采用的汽轮机组是超高压供热汽轮机，型号为CZK200-13.24/0.392/535/535,采用低压加热器是利用汽轮机中间抽汽来加热凝结水的，它能有效地提高凝结水温度，减少冷源损失，在一定程度上提高了电厂的经济性。
     本机组采用的低压加热器为上海电气生产的立式加热器，疏水采取逐级自流的方式，后疏水流入汽轮机排汽装置，未设置疏水泵。
     低压加热器为表面式加热器，凝结水先进入水室，与进入低加的抽汽换热后温度提高，然后离开管系进入水室，流入下一级低压加热器，后进入除氧器。蒸汽经过饱和段凝结成饱和水，经疏水出口管流出低加，疏水经调节装置流入下一级低加，后流入排汽装置热井实现疏水的回收。
     其中#4、#5低压加热器的疏水装置采用的是汽液两相流自调节装置，#6低压加热器采用的是气动式调节阀。其中汽液两相流自调节装置为DH-K8型也叫汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）。
2工作过程础是自调节装置的理论基
2.1汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）低加疏水调节器系统组成
     整套调节装置由信号管、信号管闸阀、疏水调节器入口门、旁路门组成。在系统正常工作时由疏水器调节水位，维持低加水正常；在系统故障时低加水位升高疏水器不能正常调节时，开启旁路门进行水位调节。
2.2汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）疏水调节器的结构和调节过程
     汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）疏水调节器为无活动原件的调节装置，由壳体、喷嘴、扩压管、环形缝隙组成。疏水调节器是根据经过喷嘴的疏水量和蒸汽量的比例来调节通流量的，其中疏水为抽汽和主凝结水换热后形成的凝结水，疏水量多少与负荷和凝结水量有关；蒸汽量为低加汽侧未凝结的抽汽。
     汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）疏水调节器在工作时的疏水量和信号管的蒸汽量相关，通过疏水调节器的疏水量随蒸汽量的增加而减少，随蒸汽量的减少而增加。其中信号管布置在低加汽侧内部正常水位上方，可以采集到汽量信号。
     低加水位调节过程：当低加水位升高时，信号管和低加水位的间隙减少，进入信号管的蒸汽量减少，蒸汽和疏水在喷嘴后混合，混合后进入扩压管，由于从喷嘴进入扩压管的通流面积是固定的，所以当信号管来的蒸汽量减少时疏水量就增加，低加水位下降；反之，当低加水位降低时，信号管和低加水位的间隙增大，进入信号管的蒸汽量增加，混合后进入扩压管的疏水量就减少，低加水位升高。低加水位就是靠间隙的大小来动态的调节水位在正常水位附近波动，维持系统的动态平衡。
     汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）系统设置有疏水调节阀旁路门和入口门，在系统故障不能维持正常的水位时，入口门可以解列疏水调节器，旁路门来调节水位。
3低压加热器水位波动现象和原因查找、分析
3.1低压加热器水位波动现象
     该公司的#2机组在大修后启动过程中，在低压加热器全部投运后，在负荷为120MW运行时，#4低加水位不能维持正常水位，低加水位上下波动并伴随着事故放水调节阀的频繁开关，同时也直接影响到#5、#6低加的水位的波动，机组负荷和#4低加出口的水温也有一定程度的波动。
3.2原因查找
     经过对#4低加的水位观察，分几步对低加水位不能维持及事故疏水频繁动作进行分析：查阅低加说明书，对正常水位定值、事故放水定值进行核对，定值符合规定；联系热工人员对事故疏水门的调节速度以及调节过程进行检查分析，一切正常；对就地的水位计和远传水位计测量值进行对比，水位测量数据相互对应且变化一致；检查就地系统及阀门开关状态，符合运行要求；对四段抽汽管道、抽汽电动门、抽汽逆止门进行了检查，未发现异常；对低压换热管进行打压检漏，排除了内漏的情况；后对在大修过程中低加的检修过程进行了检查，对拆除、更换的各个环节进行核对，在检查疏水装置时，发现#4低加的疏水器的信号管阀门检修前为闸阀，而在检修后更换为截止阀，通过对比其他加热器的信号管截门均为闸阀，又和#1机组对比，#1机的#4低加的信号管门也为闸阀(#1机#4低加水位在运行时维持稳定）。
     通过查阅加热器疏水管道的施工图，得知#4低加的信号管阀门为DN50的碳钢闸阀。查阅自调节水位控制装置安装说明书，厂家特别提醒：“调节器入口阀、旁路阀及汽阀均需用闸板阀，严禁使用截止阀。”
通过对运行情况的观察和对施工图、厂家提供的安装说明书的查阅核对，经过对大修期间的检修过程的回忆，在检修工程中，因#4低加的疏水器的信号管阀门发生损坏，检修人员就使用相同规格截止阀代替。经过把此阀门更换为闸阀后启动，对#4低加水位进行观察，水位稳定，事故疏水门自动也投入良好。
3.3汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）原因分析
     通过更换截止阀为闸阀后，低加水位维持正常，究其原因为截止阀和闸阀的结构差异。
     1)介质在阀体内的流动路径不同：闸阀是平流，截止阀是低进高出。
     2)阀门关闭时的密封形式不同：闸阀不论开或关时密封面一直接触，截止阀在开启后密封面就不在接触。
     3)介质的流动阻力不同：闸阀的流动阻力比截止阀小，更适用于通断。
     4)流动特性不同：虽然规格相同，在运行时阀门也在全开状态，但闸阀与截止阀相比较，它们的流动阻力和流通面积不同，截止阀比闸阀的流动阻力大，流通面积小，这就导致在水位调节过程中信号的选取发生误差。在加热器水位升高时，在正常情况下，信号管与水面的间隙减小，信号管采集的汽相信号应该减小，疏水调节器通过的疏水量应该增大，但由于截止阀的流动阻力大，流通面积小的原因，在通过截止阀后降压扩容，传递给疏水器的汽相信号被放大，汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）误认为现在的加热器内的水不高，汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）通过的水量不需增大，水位就不断上涨，导致水位超过正常值，引起事故疏水门动作。
     加热器的水位是加热器安全经济运行的重要监视调节参数，水位过高将引起出口水温降低，端差增大，抽汽管道水击，严重时汽缸进水，威胁安全运行；水位过低将造成疏水串汽，对疏水管路冲刷较大，同时排挤下一级抽汽，降低了经济性。所以在正常运行中要维持正常的水位，保证加热器的端差在设计范围内。
     在机组运行过程中，加热器水位受机组负荷、给水流量等因素在合理范围内波动，当水位发生不正常的大幅波动时，就需要从设备方面查找原因，如加热器管束泄漏、疏水装置故障、水位计显示异常等均可以引起水位的异常波动。
     本故障分析与处理案例很具有代表性，从基本原理的层面分析和解决了故障，具有启发性。虽然是一个阀门，在检修过程中未按要求严格安装，造成了设备运行的不稳定，不仅影响机组的经济性，甚至影响机组的安全性。
     所以，在汽液两相流疏水器（蒸气液位自动调节疏水阀）设备运行时除按照使用说明书规范操作、使用外，在设备发生故障查找原因时，要从细节出发，认真检点设备从选型、安装、调试、运行的各个环节，使设备的工作状况符合设备的设计思想，发挥设备的应有性能，保证设备的安全经济运行。