多孔型多级节流孔板在超高压燃气发电站给水再循环管路中的应用.pdf

2 0 1 6 年第 3 期 总 第 1 9 3期 冶 金 动 力 ME 『 r AL LU RGI CA L P OWER d 热 电 { j； 乏 定 多孔型多级节流孔板在超高压燃气发电站 给水再循环管路中的应用 宋著坤 ( 中冶京诚工程技术有限公司， 北京 1 0 0 0 7 6) 【 摘要】 介绍了某钢厂超高压燃气发电站调试时出现的给水再循环管路振动大、 噪声大的现象。 通过现场 观察及分析计算， 采取了将原设计安装的单孔多级节流孔板替换为多孔多级节流孔板的措施， 并加固再循环管 路支架， 彻底解决上述问题。 【 关键词】 多孔型多级； 节流孔板； 高温超高压； 给水再循环 【 中图分类号】T M 6 2 【 文献标识码】B 【 文章编号】 1 0 0 6 — 6 7 6 4 ( 2 0 1 6 ) 0 3 — 0 0 2 5 — 0 3 Ap pl i c a t i o n o f M ul t i - pa t t e r n M u l t i -s t a g e Re du c i ng Or i f i c e i n t h e Re c i r c ul a t i ng Pi pe s o f Ul t r a -hi g h Pr e s s u r e Ga s Po we r Ge ne r a t o r S o n g Z h uk u n ( MC C J i n g c h e n g E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y C o ．，L t d ． ， B e r i n g 1 0 0 1 7 6 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t ]T h e p h e n o me n o n o f e x c e s s i v e v i b r a t i o n a n d n o i s e i n t h e w a t e r f e e d i n g r e c i r — c u l a t i ng p i p e s d ur i n g e o mn fis s i o n i n g o f a n ul t r a 。 — hi g h pr e s s u r e g a s po we r g e n e r a t i n g s t a t i o n i s i n t r o d u c e d 。T h r o u g h o n - s i t e o b s e r v a t i o n a n d a n a l y t i c a l a n a l y s i s ，we a d o p t e d t h e me a s u r e o f r e p l a c e t h e o r i g i n a l s i n g l e- p a t t e r n mu l t i — — s t a g e r e d u c i n g o r i fic e wi t h mu l t i — — p a t t e r n mu l t i — — s t a g e r e d u c i n g o r i fi c e ，w h i c h c o mp l e t e l y s o l v e d t h e a b o v e p r o b l e m． [ Ke y wo r d s ] mu l t i - p a t t e r n mu l t i - s t a g e ；r e d u c i n g o r i fi c e ；h i g h— — t e mp e r a t u r e u l t r a- - h i g h p r e s s u r e ；wa t e r f e e d i n g r e c i r c u l a t i o n 1 前言 由北京京诚科林环保科技有限公 司总承包的某 钢厂 6 5 MW 高温超高压燃气发电工程于 2 0 1 5年 9 月 2 2日正式并网发电。该工程配置了一 台 2 2 0 t ／ h 高温超高压全燃高炉煤气型燃气锅炉、 一台6 5 M W 高温超高压 次中间再热汽轮发电机组。经过 2 个 月的试运行，煤气气耗基本稳定在约 3 ．O m 3／ k wh ， 与该厂前期建设的 5 0 MW 高 温高压机组相 比， 发 电热效率提升约 2 0 ％。本项 目投产后 ， 该钢厂 自发 电率最高可达 9 O ％以上。 工程配套一台2 3 0 t ／ h 旋膜式除氧器以及 2台 电动锅炉给水泵。为保障锅炉给水泵安全启停 以及 运行 ， 防止汽蚀， 设置了一套给水再循环系统， 具体 见图 l 。 2 调试运行情况及原 因分析 2 0 1 5年 8月下旬现场开始调试给水系统。 启动 给水泵前， 给水泵出口电动阀关闭， 给水再循环电动 阀打开。启动给水泵后，给水再循环管道出现振动 大、噪声大等问题，导致给水再循环电动阀手轮脱 落， 节流装置后再循环管道立管支架处焊口开裂、 泄 漏 ， 作业人员佩戴防噪耳塞才能勉强靠近。 这既影响 设备的安全运行 ，也对整个工程的进度造成了严重 影响。 管道系统的振动可分为稳态振动和瞬态振动二 种 。 稳态振动是由作用在管道上的外力引起的， 这一 外力可能为转动或者往复式运动的机件本身产生的 振动 ； 流体 的压力脉冲 ； 减压 阀、 控制阀或扩容器等 工作时产生的气涡和冲击；流体流速过大造成的涡 流激振等。瞬态振动是由一个较大的瞬时激励力引 起， 普通的瞬态振动有水锤、 汽蚀等。 根据给水泵及给水再循环管系投运的振动及噪 音情况 ， 查阅相关文献【 1 ] ， 分析原 因如下： ( 1 )给水再循环单孔多级节流孑 L 板设计选型有 误， 造成给水再循环流量过大、 管内流速过大从而引 冶 金 动 力 ME1 I札 L URG I C AL P OW E R 2 0 1 6 年第3期 总第 1 9 3期 a 一 给水泵出口止回阀． b 一 给水泵出口电动阀； c 一 给水再循环止回阀； d 一 多级单孔节流孔板 ； e 一 给水再循环电动阀 图 1 给水再循环系统图 起涡流激振。这是主要原因。 试运时给水泵 电流达到 1 0 0 A，明显大于水泵 最小流量对应 的电流( 7 5 A) ， 这表明给水再循环管 道通过的流量过大。本工程设计安装的给水再循环 系统按照最小流量 6 5 考虑。给水再循环管道规 格为 ~8 9 X1 0( 节流孔板前 ) 、 ~ D 8 9 X3 ． 5 ( 节流孔板 后) ， 材质为钢 2 0 ； 多级节流孔板按照《 火力发电厂 汽水管道零件及部件典型设计 ( 2 0 0 0 版) 》进行选 型 ， 型号为 MF 0 3 C 1 2 D 8 9 x 1 0 S 4 ， 单孔 四级。 该节流孔板适用于国内成熟 5 0 6 0 MW 高温 高压机组配套 1 4 0 0 mH 2 0扬程的给水泵 ， 对于本工 程给水泵( 额定扬程 1 8 0 0 m H2 0) ， 由于节流效果未 达到设计要求 ， 造成再循环流量过大 ， 节流装置后压 力过大 ， 是上述问题的主要原因。 ( 2 ) 给水再循环管道管径小 、 壁厚薄 ， 且多采用 刚性 吊架 。另外 ，给水再循环管道止 回阀 ( 型号 ： H 6 1 Y 一 2 5 0 ， D N 6 5 ) 安装在垂直 管道上 ， 未起到止 回 作用 。这些也是造成上述问题的原因。 3 多孑 L 型多级节流孑 L 板计算选型 理清思路后 ，现场首先采取的措施是在现有孔 板后增加一级 ~ p 2 4 m m孔板。增设后振动略有减轻 ， 但噪声仍无法接受。 因此 ， 解决上述 问题 的主要思路 变更为更换多孔型多级节流孔板 ，多孔型孔板较单 孔型具有噪声小、 耐磨损、 流场均匀等优点。 电力行业标准 D I ． ／ T 5 0 5 4 — 1 9 9 6《 火力发电厂汽 水管道技术规定》 与化工行业标准 H G ff 2 0 5 7 0 ． 1 5 — 9 5 《 管路限流孔板的设置》 均记载着节流孔板的计算 选型方法。 前者仅适用于单孑 L 型， 后者可进行单孔及 多孔型节流孔板的计算选型。文献[2]采用《 管路限流 孔板的设置》 的计算方法并得到了实践 。 本文结合上 述二项标准进行本次计算选型。 3 ． 1 级数 意 n ——级数 ； B——孔板前压力 ，取给水泵最小流量对应的 扬程 1 ． 8 6 x 1 0 7 p a ( 1 9 0 0 m H 2 0) ； 尸 l厂一 孑 L 板后压力 ，取除氧器工作压力 8 ． 8 3 x 1 0 4 p a ( 9 0 m H2 0) ； 3 ． 2 孔径 与孔数 Ⅳ 首先， 先按照单孑 L 孔板计算总孔径 d d = 、 ／ 、 ／ 青 ( 2 ) 通常取固定数 ，可取 1 2 ram、 2 0 m m、 2 5 ra m或 者 4 0 ram等 ， 本文取 1 2 ra m。 Ⅳ 一 象 (3 ) — - j 安照单孔孔板计算总孔径 ， ram； p ——给水再循环设计流量 ，亦即给水泵最小 流量， 6 5 m 3 ／ h ； ( ) _ — L 板流量系数 ， 由R 口 值( 以主管 D为基 准计算 的雷诺数 ) 和 d ／ D查 HG ／ T 2 0 5 7 0 ． 1 5 — 9 5 《 管 路限流孔板的设置》 图 6 ． 0 ． 1 求得 ； 广工作状态下的相对密度( 与 4 ℃水的密度 比) 。 ( 下转第 3 0页)