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汽液兩相流控制器
DC-SWQ-4型汽液兩相流自調節液位控制器

DC-SWQ-4型汽液兩相流自調節液位控制器

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1.技術簡介:
1.1.最新型DC-SWQ-4型升級版(前幾代產品已經淘汰)是在前幾代產品的基礎上,為解決以往應用過程中所存在的問題而研制的。較前幾代產品在技術性能上有了質的突破,已是完全成熟的新產品。它克服了以往穩定性相對較差、調節控制范圍較小以及疏水管道汽蝕和振動的弊端(2、3代產品一般只能在100%~80%負荷范圍工作),尤其是低負荷調節控制能力較差的缺點。所以它較前幾代產品的最大特點是:調節幅度更大,適應變工況能力更強,水位保持更穩定。在勿需安裝出入口閥的情況下它的傳感器和調節系統的結構可以保證運行負荷大幅度波動(對于200MW以下機組可達100%~30%~10%,對于300MW及600MW機組至少達到100%~30%)時,液位波動不超過±20mm。可以說完全成熟的最新型DC-SWQ-4型升級版產品已將汽液兩相流自調節液位控制器技術推向了新的高度,更加體現了它的先進性和科學性。而這是傳統的機械浮球式、電動式、氣動式所無法比擬的,是理想的更新換代產品。這也是該產品之所以越來越受到廣大用戶青睞的根本所在。
1.2. 技術特性
1.2.1. 使用范圍廣,適應性強:適用于大機組、變工況較大的表面式換熱器;
1.2.2. 液位自調節穩定:該裝置可實現機組各工況下液位自動連續調節, 故液位處于相對穩定狀態;
1.2.3. 安全可靠性高: 無任何機械活動部件和電動傳動控制系統,勿需外力驅動,屬自力式智能調節,其設計原理先進,可靠性、安全性尤為突出;
1.2.4. 壽命長: 內芯采用優質不銹鋼材料, 高溫下耐腐蝕, 使用壽命至少在10萬小時以上;
1.2.5. 無故障、免維護: 使用壽命及可靠性能滿足設備長周期運行;
1.2.6. 易安裝: 改造舊設備簡單易行,系統布置簡潔、美觀;
1.2.7. 緩解管道汽蝕現象:液位控制穩定,可大大緩解管道的汽蝕和振動現象。
2.工作原理(參照系統示意圖)

1.jpg

系 統 示 意 圖

※. 構造及作用---該水位調節器由傳感變送器和調節器兩部分組成。傳感變送器(信號管)的作用是發送水位信號和變送調節用汽;調節器的作用是控制出口水量。相當于調節器的執行機構。
※. 工作原理---汽液兩相流是基于流體力學理論、利用汽液兩相流的流動特性設計的一種全新概念的水位控制器。
加熱器的水位上升時,傳感變送器內的水位隨之上升,導致發送的調節汽量減少,因而流過調節器的汽量減少,水量增加,加熱器水位隨之下降;反之,加熱器水位下降時,傳感變送器內的水位隨之下降,導致變送器內的汽量增加,因而流過調節器的水量減少,加熱器水位隨之上升。由此實現了加熱器水位的自動控制。
3. 適用范圍:
  適用于電力、石油、化工、造紙、印染、冶金等部門的各類熱交換器的液位控制。如火電廠中6MW~600MW機組的高、低壓加熱器(包括末級低加和疏水泵低加),軸封加熱器,生水加熱器,熱網加熱器,高、低壓連續排污擴容器、疏水膨脹、鍋爐的一、二次暖風器以及化肥廠和鋁業的蒸發器,堿廠的冷凝水貯槽、一、二次閃蒸罐、疏水槽、疏水罐、儲汽罐、疏水膨脹器、苯加工的加熱器等等。
  總之,只要有汽液界面,需要控制疏水出口流量的壓力容器均可應用本產品。
4. 設計參數及型號規格:
4.1. 工作壓力:≤ 10.0 MPa;      
4.2. 工作溫度:≤ 425℃;
4.3. 調節用汽量: < 疏水量的0.5% ;
4.4. 可通流量:根據運行中最大流量設計。

4.5. 信號管不應用戶指定規格,應根據我方設計規格而定。

4.6.適用規格:

產品型號

公稱通徑

壓力等級(MPa)

DC-SWQ-4

20

 1.6、2.5(用于熱力管道及部分小型熱交換器疏水器)

DC-SWQ-4

25

 1.6、2.5(用于熱力管道及部分小型熱交換器疏水器)

DC-SWQ-4

32

 1.6、2.5、4.0(用于熱力管道及部分小型熱交換器疏水器)

DC-SWQ-4

40

1.6、2.5(用于部分小型熱交換器疏水器)

DC-SWQ-4

50

 1.6、2.5、4.0、6.4

DC-SWQ-4

65

 1.6、2.5、4.0、6.4

DC-SWQ-4

80

 1.6、2.5、4.0、6.4

DC-SWQ-4

100

 1.6、2.5、4.0、6.4、10.0

DC-SWQ-4

125

 1.6、2.5、4.0、6.4、10.0

DC-SWQ-4

150

 1.6、2.5、4.0、6.4、10.0

DC-SWQ-4

200

 1.6、2.5、4.0、6.4、10.0

DC-SWQ-4

250

 1.6、2.5、4.0

DC-SWQ-4

300

 1.6、2.5、4.0

5. 選用成熟的兩相流產品必須具備的技術保證條件
5.1. 設備應根據西安交大最新型自調節液位控制器專利技術要求設計生產,型號SWQ-4型,即DC-SWQ-4型;
5.2. 應有西安交大2000年以后相關的授權證明材料,如“專利與配套非專利技術資料交底驗收書”;
5.3. 應有西安交大3張專利證書;
5.4. 應有省部級以上的“成果鑒定證書”;
5.5. 按國標根據《GB/T19001-2000-ISO9001:2000質量管理體系》:GB12229-2005通用閥門碳素鋼技術條件加工,殼體材料為#25鑄鋼,代號:WCB。噴嘴材料為: 1Cr18Ni9Ti不銹鋼進行生產。五者缺一不可。
6. 性能指標:
6.1. 負荷變化率在5%/min以內時或機組減負荷能力要達到110%~30%~10%~5%,即在此負荷范圍內,水位波動范圍應在±20mm內且無需人為手動調整。30%負荷以下水位不低于150mm。但本水位控制器不具備報警和事故處理的功能;
6.2. 系統中如設計安裝了出、入口閥、旁路閥,正常運行中除旁路閥應完全關閉外,其余閥門應處于全開啟狀態; 
6.3. 總之,出、入口閥、旁路閥絕對不允許其中任何一只閥門在機組變工況運行時參與人為調節,真正達到全程自動控制調節的目的(本條非常重要);
6.4.使用壽命保證在100000小時以上。
7. 保證性能指標需具備的工作條件
7.1. 無論是電接點水位計還是磁翻板水位計,其指示必須準確無誤;
7.2. 旁路閥必須嚴密無內漏;
7.3. 熱交換器內的鋼、銅管應無泄漏;
7.4. 系統中的閥門應處于正常運行狀態;
7.5. 熱交換器上所有排大氣閥均無內漏,如危機放水閥,疏水排大氣閥等。
8.水位控制對火電廠安全、經濟性的影響:
  火電廠的高、低壓加熱器由于疏水調節器不能正常運行,導致加熱器長期無水位運行,給設備帶來一系列安全、經濟問題。
8.1. 安全性:
  加熱器無水位運行的結果必然導致大量汽水混合物進入疏水管道。造成彎頭沖蝕嚴重和管道振動,疏水管彎頭經沖蝕而發生的爆破現象時有發生,嚴重威脅著人身安全和生產運行安全。
8.2. 經濟性分析:
  加熱器無水位運行,是指疏水控制器發生故障,本級抽汽向下一級竄汽, 排擠了下一級的抽汽, 其一是高能級抽汽貶為低能級使用; 其二是加熱器的熱傳導惡化造成加熱器出口水溫降低;另外,由于有時要處理加熱器無水位運行而帶來的一系列缺陷,導致了加熱器的經常啟停,降低了加熱器的投入率,也造成了人力物力的浪費。最終造成機組熱經濟性大幅度降低。
應用汽液兩相流自調節水位控制器后可保證設備長周期運行。無需配備熱工、電氣設備及人員,現場檢修和運行維護工作量大幅度下降,節省了檢修費用,降低了勞動強度,同時也提高了運行管理水平。
8.3. 經濟性計算:
  對于51-50-3型、N100-90/535型、N200-130/535/535、N300-170/537/537型機組加熱器發生無水位運行的數據整理,應用常規熱降法和等效熱降法作定量計算,其結果完全相同。由此可見,多臺加熱器同時發生無水位運行時,機組的發電煤耗率要增加3g/KW.h以上,一臺機組每年要多耗煤幾千噸。如下表:

表一    51-50-3型機組加熱器無水位運行對經濟的影響

加熱器

H(KJ/Kg)

δηt(%)

△B(t/a)

#5高加

-2.81

-0.3025

403.5

#4高加

-0.57

-0.0614

81.9

#3低加

-5.45

-0.5873

783.5

#1低加

-6.28

-0.6771

903.2

表二    N100-90/535型機組加熱器無水位運行對經濟的影響

加熱器

H(KJ/Kg)

δηt (%)

△b (g/KW.h)

△(t/a)

#5高加

-6.12

-0.617

1.98

1106

#4高加

-2.58

-0.256

0.83

464

#3低加

-2.17

-0.216

0.699

391

#1低加

-2.56

-0.255

0.824

461

表三    N200-130/535/535型機組加熱器無水位運行對經濟的影響

加熱器

△ H

KJ/Kg

ΔQ

(Kj/kg)

δη1

(%)

△b

(g/KW.h)

△B(t/a)

#3高加

-3.42

1.33

-0.320

0.989

1109

#2高加

-11.51

-20.52

-0.211

0.625

731

#1高加

-0.17

0

-0.014

0.240

273

#4低加

-3.00

0

-0.240

0.742

832

#3低加

-2.97

0

-0.238

0.735

825

表四    N300-170/537/537型機組加熱器無水位運行對經濟的影響

加熱器編號




#1高加

-0.456

1.46

2280

#2高加

-0.211

0.67

1053

#3高加

-0.102

0.33

510

#5低加

-0.402

1.29

2011

#6低加

-0.570

1.82

2851

8.4. 用戶使用后的經濟效果:
?云南宣威發電廠,安裝此設備后的熱效率試驗表明:綜合熱效率提高了0.2% ,每千瓦時節煤3.3克;
?大唐戶縣熱電廠對改造安裝后的#4機(51—50—1型)4、5號高壓加熱器進行了有無水位運行狀態下的熱力實驗。結果表明,高壓加熱器有水位運行要比無水位運行每千瓦時節煤2克,僅此年節約燃料費12萬元(1994年測試);
?湖南煤炭壩電廠安裝該產品,改變了加熱器無水位運行后,高加給水溫度由150℃提高到設計值170℃;
? 本鋼三電安裝此設備后,使主蒸汽流量下降了2t/h,本鋼高壓電廠使給水溫度提高8℃,年節約燃料費30多萬元。
?青山電廠300MW機組的#6、#5低加,小龍潭發電廠300MW機組的三段抽汽的高加安裝后不但保證了加熱器的正常水位,還消除了多年來疏水管的振動問題。
?河北正定縣盛國化工廠2008年6月20~21日投運后的24小時燒煤記錄來看,已由原來的11.8t下降到8t,每日節約原煤3.8t(原煤價格800元/t)。
9. 應用情況:
  至目前,就我們公司而言,用戶已經遍及全國28個省、市、自治區,機組容量從6MW~660MW,總安裝臺數不斷攀升。
  我們還相繼為很多用戶改造了別的公司產品(其它型號產品)所發生的減負荷能力差、疏水管道振動等問題,如陜西寶雞第二發電廠(600MW),石嘴山發電有限公司(4×300MW),河南豫聯中孚電力(300MW),云南小龍潭發電廠(300MW),河南焦作電廠(200MW),秦嶺發電廠(200MW),國電濮陽熱電有限公司(200MW),安徽馬鞍山電廠(125MW),江西景德鎮發電廠(125MW),云南昆明發電廠(100MW),山東魏橋集團各電廠(135MW、60MW、30MW、25MW),青海五彩堿業有限公司(泠凝水貯槽、一次閃蒸罐、閃發器),青海宜化化工有限責任(蒸發器)等等均取得了十分滿意的效果。
  沙角發電A廠在成功的進行了減負荷實驗后,還意外地經受了一次甩負荷試驗(從200MW甩至140MW),在恢復至額定負荷的全過程中,勿需人員操作。該廠十分滿意。
10.性價比高:
  與傳統(電動、氣動、浮球式)產品相比,汽液兩相流自調節液位控制器不但使用壽命長,而且還免去了日常維護工作量和維護費用。由于沒有維護工作,可保證機組回熱系統長期正常運行,提高了汽輪機效率。而其價格僅是傳統產品價位的1/3 ~ 1/5 ,總體上是很便宜的。例如,進口的300MW機組高低壓加熱器疏水電動調節閥,每臺價格約30多萬元,使用壽命一般為3~5年左右,其后每臺每年的維護費用也需一定的數額。相比之下,最新型DC-SWQ-4型升級版汽液兩相流自調節液位控制器在性價比方面,遠遠優于國內外傳統產品。
  很少能有在短短數月內收回全部投資的設備,本產品就能達到如此神奇效果。
11. 安裝、調試說明(參照系統示意圖):
  無論立式或臥室加熱器,是否安裝出、入口閥,選用下圖8種安裝形式均可,可任意選定,但信號管閥完全沒必要安裝。

2.jpg

3.jpg


11.1. 汽液兩相流自調節液位控制器控制器(以下簡稱控制器)的安裝:
11.1.1. 控制器可水平安裝,也可以垂直安裝;對于高加而言,其安裝位置高于或低于加熱器內正常水位線1~5米均可。
對于低加而言,其標高位置不得超過正常水位線,尤其是末級低加則盡可能安裝的與加熱器內正常水位線平齊或水位線以下;
11.1.2. 控制器上所標的箭頭方向為疏水出口流向;安裝時控制器上箭頭方向應與疏水流動方向一致;
11.1.3. 因為噴嘴、孔板是根據用戶提供的參數單獨設計加工的,所以絕對不能互換;
11.1.4. 控制器另設一旁路管,旁路管上加裝相應閘閥,要求閘閥必須嚴密無內漏。在安裝過程中,應隨時清除加熱器及管道內的焊渣、雜物;
11.1.5. 對于部分小形熱交換器的安裝方法如上圖所示。
11.2. 調試方法:
11.2.1. 為確保加熱器水位報警與滿水時保護動作可靠,請提前試驗;
11.2.2. 應在機組最大負荷下(即加熱器流過的水量為最大時)進行調試。
11.3. 投運步驟:
11.3.1. 水位控制器投運前將旁路閥及出入口閘閥全部打開,這時加熱器內應無水位;
11.3.2. 首先關閉旁路閥,此時加熱器內水位就會緩慢上升到正常水位,一般情況下調試到此結束。
如果達不到正常水位時,證明旁路閥閥口密封面泄漏,應處理后再重新調試,這時加熱器水位應緩慢上升,直至正常水位;
11.3.3. 若在調試過程中出現水位高或滿水時,應迅速開啟旁路閥,檢查系統閥門開關位置正確后,再關閉旁路閥,直至水位穩定到正常水位;
11.3.4. 投運初期注意監視水位變化,尤其注意觀察最大負荷和最小負荷時的水位變化。
12. 維護
12.1. 如果運行一直正常,就無需解體檢修。或者說沒有問題就不要解體檢修,因為所有材質均能保證設備3個以上大修周期的安全運行。

4.jpg





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