[发明专利]一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法

说明书

本发明公开了一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法，包括如下具体过程：1)基于CFD‑DEM计算流体方法，建立疏水管道汽水两相三维模型，获取高温高压疏水系统内部细节特征，包括温度场分布、汽液质量分布和汽液流速分布；2)对疏水管道进行改造，包括：2.1)在主汽疏水管道末端安装节流喷嘴，采用CFD‑DEM三维计算单元计算数据作为参考确定节流喷嘴的设计参数；2.2)对疏水管道中的弯管处以及疏水管道与主蒸汽管道连接法兰处进行耐磨处理。本发明提供的一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法，能够有效降低疏水管道内工质对管道的冲刷磨损，提高疏水管道抗冲刷能力，降低了疏水管道爆管的风险，提高了机组的安全性。

技术领域

本发明涉及一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法，属于火电厂汽轮机系统安全技术领域。

背景技术

火电厂汽轮机组在启动、停机及变负荷工况运行时，蒸汽与汽轮机本体和蒸汽管道接触，蒸汽被冷却。当蒸汽温度被冷却到低于其压力所对应的饱和温度时，部分蒸汽会凝结成水形成疏水，疏水需要通过疏水管道及时排放，否则将会造成一系列严重的问题和后果，主要有以下几个方面：

(1)在主蒸汽管道内，如果有疏水存在的话，由于蒸汽和水的密度和流速不同，管道对它们的阻力也不同，这部分凝结的积水可能引起水冲击，轻则使管道振动，产生巨大噪声，污染环境；严重的会使主蒸汽管道产生裂纹，甚至破裂，造成机组被迫停机。

(2)如果主蒸汽管道的疏水一旦进入汽轮机，将会使汽轮机动叶片受到水的冲击而损伤，甚至断裂；使金属部件急剧冷却而造成很大的热应力，不对称的热应力会使大轴弯曲，甚至永久变形。

(3)对于高温高压的疏水管道，由于高温高压蒸汽和疏水的不断冲刷，频繁出现疏水管道的磨损、泄漏和爆裂事故，严重威胁人员和设备安全，被迫停机。

因此，在火力发电机组中，高温高压疏水系统是非常重要的，高温高压疏水系统安全稳定运行对于机组的安全稳定运行有着重要的意义。

然而随着高参数大容量火电机组的不断投入生产，普遍存在高温高压疏水系统运行不稳的情况，主要体现在高温高压疏水管道冲刷减薄爆管和弯管磨损严重，造成发电机组存在严重的安全隐患。目前对于这一类问题还缺乏有效的解决方法，主要是在机组检修时通过测厚仪不断检测高温高压疏水管道的壁厚，若发现管道减薄严重，更换全部疏水管道以防止疏水管道爆管。

目前对高温高压疏水管道冲刷磨损爆管的治理，仅仅是通过更换管道和阀门的方法，不是一个有效的解决方案，未能从汽水混合物对管道和阀门冲刷磨损的机理上提出有效的解决方案，且需要消耗大量的人力和物力，经济性较差，且存在巨大的安全隐患，不利用火电厂的安全生产。通过调研和查新，目前国内外对于高温高压疏水系统管道磨损爆管问题未见有较好的处理技术和方案，迫切需要提出较为可行的解决方案。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法，包括如下具体过程：

1)基于CFD-DEM计算流体方法，建立高温高压疏水管道汽水两相三维模型，获取高温高压疏水管道内部细节特征，包括温度场分布、汽液质量分布和汽液流速分布；

2)对高温高压疏水管道进行改造，包括：

2.1)在高温高压疏水管道末端安装节流喷嘴，所述节流喷嘴设置在疏水扩容器内，所述节流喷嘴与疏水扩容器内壁的距离大于50cm，所述高温高压疏水管道为主蒸汽管道的疏水管道；采用CFD-DEM三维计算单元计算数据作为参考确定节流喷嘴的设计参数；