一种汽轮机轴封加热器疏水系统的制作方法

本发明涉及汽轮机疏水系统的技术领域，尤其涉及一种汽轮机轴封加热器疏水系统。

背景技术：

轴封加热器是汽轮机轴封系统中的一个重要热交换设备，功能是收集汽轮机各个气缸轴端汽封漏汽和汽轮机的阀门门杆漏汽，并利用这些蒸汽的热能来加热主凝结水。由于这些蒸汽中还含有空气，它们在轴封加热器中放热时，其蒸汽凝结成水，而空气需要排出。这样既利用了漏汽的能量，回收了工质，提高了汽轮机热力系统的经济性，而且又分离了空气，保证了轴封系统的正常工作，防止蒸汽从端部汽封漏到汽机房和油系统中去而污染环境和破坏油质。

传统轴封加热器的疏水系统考虑到凝气器真空环境以及极低的工作压力，常使用多级水封u形管进行汽水隔离，但是多级水封疏水其存在若水位控制不好会导致凝汽器真空下降的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种更加简单、更加可靠的汽轮机轴封加热器疏水系统，该疏水系统能够及时自动的输出凝结水，完全解决蒸汽泄漏到凝汽器的问题，确保了轴封加热器及凝汽器设备及系统的正常运行，且疏水顺畅。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种汽轮机轴封加热器疏水系统，包括轴封加热器、低位水箱和凝汽器，所述轴封加热器与所述低位水箱通过第一连接管路连通，所述低位水箱与所述凝汽器通过第二连接管路连通，所述第二连接管路上设有自动疏水器，所述自动疏水器的开启能够允许所述低位水箱存储的凝结水排放至所述凝汽器并阻止蒸汽的通过，

所述轴封加热器上设有疏水口，所述疏水口设置在所述轴封加热器的侧壁上，且所述疏水口与所述第一连接管的进水端连接。

进一步地，所述自动疏水器为机械型疏水器，且所述机械型疏水器的最小工作压力不大于0.01mpa。

优选的，所述自动疏水器为自由浮球式疏水器。

进一步地，所述低位水箱上设有液位检测装置，所述液位检测装置用于检测并显示所述低位水箱内的水位高度。

优选的，所述液位检测装置为磁翻板液位计。

优选的，所述液位检测装置为液位传感器，所述液位传感器与所述自动疏水器连接，用于控制所述自动疏水器的开启和关闭。

进一步地，所述疏水系统还包括第一旁路，所述第一旁路与所述自动疏水器并联设置。

进一步地，所述第一旁路上设有第三阀门。

进一步地，所述第二连接管路上还设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门靠近所述自动疏水器的进入口设置，所述第二阀门靠近所述自动疏水器的排出口设置。

进一步地，所述低位水箱为常压容器。

本发明的一种汽轮机轴封加热器疏水系统，具有如下有益效果：

1)与现有技术中采用多级水封“u型管”疏水方式相比较，本发明在低位水箱和凝汽器的连接管路上设有自动疏水器，通过自动疏水器的阻汽排水作用使得低位水箱内的凝结水能够顺畅的排至凝汽器，且可以完全避免蒸汽泄漏到凝汽器的问题，确保了轴封加热器及凝汽器设备及系统的正常运行，使得整个疏水系统更加可靠。

2)相对于现有技术的轴封加热器的疏水口设置在底部，本发明将轴封加热器的疏水口设置在其侧壁的相应高度上，从而可以保证轴封加热器在一定的水位安全运行，确保疏水系统更加可靠。

3)本发明对现有技术的轴封加热器疏水系统进行优化，采用优质自由浮球疏水器替换多级水封，投资少，系统汽水隔离性能更好，提高了轴加换热效率，且减少了现有技术的u型管所占空间，其可靠性和稳定性大大提高，密封严密，维护方便，消除机组存在的安全隐患，取得了明显成效。

4)本发明避免了现有技术中的疏水系统停机后u型水封管内残留积水造成的金属锈蚀，从而可以保证再次启动时凝结水的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是现有技术中的汽轮机轴封加热器疏水系统的结构示意图；

图2是本发明的一实施例提供的汽轮机轴封加热器疏水系统的结构示意图；

图中：101、201-轴封加热器，102-多级水封u型管，103、203-凝汽器，202-低位水箱，204-第一连接管路，205-第二连接管路，206-自动疏水器，207-液位检测装置，208-第一旁路，209-第一阀门，210-第二阀门，211-第三阀门，201a-热井，203a-热井。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

具体实施例

现有技术的汽轮机轴封加热器疏水系统常采用多级水封u型管，如图1所示，在轴封加热器101与凝汽器103的连接管路上设置有多级水封u型管102，该多级水封u型管102是依靠连通器原理进行工作的，为维持轴封加热器的疏水水位，保护真空，一旦多级水封u型管里的水灌满后，它的水位是基本维持不变的，多级水封实质上是增大了疏水回水的阻力。

正常工作时，理论上轴封加热器101的疏水经过多级水封u型管102后再由一定的高度回水至凝汽器103的汽侧，流动阻力加上高差刚好等于凝汽器103的真空。然而事实上实际工作中，工况经常会变化，凝汽器103的真空也不是一成不变的，所以采用多级水封u型管一般很容易出现以下两种情况：一是当流动阻力太大时，造成轴封加热器的疏水回水不畅通；二是当回水阻力小时，很容易造成漏真空。由于多级水封u型管102并不是只允许水通过而不允许蒸汽通过，因此当凝汽器103的真空变的过高时，会将多级水封u型管102内的回水全部吸进凝汽器103内，使得多级水封u型管102失去水封的作用，从而导致蒸汽和空气进入凝汽器103，最终导致真空下降，影响整个汽轮机机组的工作。

本实施例针对上述存在的问题对汽轮机轴封加热器疏水系统进行了改进，提供了一种更加简单、更加可靠的汽轮机轴封加热器疏水系统，该疏水系统能够及时自动的输出凝结水，完全解决蒸汽泄漏到凝汽器的问题，确保了轴封加热器及凝汽器设备及系统的正常运行，且疏水顺畅。具体的，请参见图2。

图2所示是本发明一实施例提供的汽轮机轴封加热器疏水系统的结构示意图，该疏水系统包括轴封加热器201、低位水箱202和凝汽器203，所述轴封加热器201与所述低位水箱202通过第一连接管路204连通，所述低位水箱202与所述凝汽器203通过第二连接管路205连通，所述第二连接管路205上设有自动疏水器206，所述自动疏水器206的开启能够允许所述低位水箱202存储的凝结水排放至所述凝汽器203并阻止蒸汽的通过。

在一个实施方式中，轴封加热器201、低位水箱202和凝汽器203均安装至汽轮机的布置面以下，并且轴封加热器201靠近汽轮机的布置面设置，凝汽器203设置在轴封加热器201的布置面以下，低位水箱202设置在凝汽器203的布置面以下，上述布置方式可以有效实现凝结水的回水。优选的，低位水箱202为常压容器，轴封加热器201通过第一连接管路204与低位水箱202连通，从而能够顺利回收轴封加热器201的疏水，并能够有效防止低位水箱202内的液体以及产生的二次蒸汽回流至轴封加热器201内。可以理解的，具体的汽轮机布置面与轴封加热器201、轴封加热器201与凝汽器203、凝汽器203与低位水箱202间的高度差需要根据实际的工艺设置。本实施例中，凝气器203设有热井203a，第二连接管路205从凝汽器203的底部接入，并伸入凝气器203内部一定长度。

与现有技术中采用多级水封“u型管”疏水方式相比较，在低位水箱202和凝汽器203的连接管路上设置自动疏水器206，通过自动疏水器206的阻汽排水作用使得低位水箱202内的凝结水能够顺畅的排至凝汽器203，且可以完全避免蒸汽泄漏到凝汽器的问题，确保了轴封加热器及凝汽器设备及系统的正常运行，使得整个疏水系统更加可靠。

所述轴封加热器201上设有疏水口201a，所述疏水口201a设置在所述轴封加热器201的侧壁上，且所述疏水口201a与所述第一连接管路204的进水端连接。如图2所示，在轴封加热器201的侧壁上设有一疏水口201a，通过疏水口201a排出轴封加热器201内的凝结水，本实施例将疏水口201a通过第一连接管路204与低位水箱202的进水口连接，使得轴封加热器201内的凝结水能够及时回收至低位水箱202中。相对于现有技术的轴封加热器的疏水口设置在底部，本实施例的疏水口201a位于轴封加热器201侧壁并距离轴封加热器201的底面有一定距离，从而可以保证轴封加热器201内具有一定高度的水位，确保轴封加热器201的安全运行。当然，疏水口201a距离轴封加热器201底面的具体高度可以根据实际工艺需求设置，本发明对此不作限制。

作为一种优选的实施方式，所述自动疏水器206为机械型疏水器，且所述机械型疏水器的最小工作压力不大于0.01mpa。一个更优的实施方式为该自动疏水器206为机械型疏水器中的自由浮球式疏水器，且该自由浮球式疏水器能够达到iso7841规定的零泄漏标准，具有宽幅的工作压差范围，可用于轴封加热器201极低的压差条件下疏水，以达到绝对零泄漏。该自由浮球式疏水器使用寿命长，可以在轴封加热器疏水管道上长周期可靠稳定工作。

自由浮球式疏水器是利用阿基米德浮力原理，使浮球随体腔内液面的升降而升降，从而打开或关闭阀座排水孔形成排水阻汽动作。当开始工作时，开启设在疏水器盖上的手动放气阀，大量的冷空气或不凝结气体在蒸汽和凝结水推动下排除体外后，关闭放气阀。这时疏水阀处于关闭状态，随着时间的延续流入自由浮球式疏水器内的凝结水逐渐增多，也就是说体腔内液面升高到浮力大于球体自身重量及阀口面积作用力时，球体浮起打开阀口，大量的凝结水迅速排往阀后。在排水过程中，液面逐渐下降，由于体腔内压力分布不均匀，阀口处压力最低，使漂浮在液面的浮球受到不平衡的力，推动浮球向阀口浮动，直至到封闭阀口为止，此时体内底部支点顶住浮球，使浮球不能继续下降，排水停止。此时液面与阀口有一定距离，因此形成水封，阻止蒸汽逸漏。在本实施例中优选的，自由浮球式疏水器具有自动排空装置，能够将凝结水中的不凝气排出疏水器之外。

在一个实施方式中，所述低位水箱202上设有液位检测装置207，所述液位检测装置207用于检测并显示所述低位水箱202内的水位高度。具体的，该液位检测装置207可以为现场液位计如磁翻板液位计，当低位水箱202中的液位升降时，磁翻板液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为低位水箱202内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。当然，液位检测装置207也可以为其他的现场液位计，本发明对此不作限制。

在另一个实施方式中，所述液位检测装置207为液位传感器，所述液位传感器与所述自动疏水器206连接，用于控制所述自动疏水器206的开启和关闭。当液位传感器检测到低位水箱202内的液位达到预设的排液高度时，其输出液位开关信号，自动疏水器206接收液位传感器输出的液位开关信号，并开启自动疏水器206，以将低位水箱202内的凝结水排放至凝汽器203中。当液位传感器检测到低位水箱202内的液位达到预设的停止排液高度时，其输出关闭信号，自动疏水器206接收液位传感器输出的关闭信号，并关闭自动疏水器206，停止凝结水的排放。

在另一个实施方式中，所述疏水系统还包括第一旁路208，所述第一旁路208与所述自动疏水器206并联设置，用于在自动疏水器206发生故障时，连通低位水箱202和凝汽器203，此时，低位水箱202中的凝结水通过第一旁路208回水至凝气器203。进一步的，所述第二连接管路205上还设有第一阀门209和第二阀门210，所述第一阀门209靠近所述自动疏水器206的进入口设置，所述第二阀门210靠近所述自动疏水器206的排出口设置。当自动疏水器206故障时，关闭设置在其上游的第一阀门209和设置在其下游的第二阀门210，此时可以对自动疏水器206进行在线检修或是更换，关闭第一阀门209使得低位水箱202内的凝结水无法进入自动疏水器206，关闭第二阀门210使得空气无法进入凝汽器203，保证了系统的真空状态。当然，可以理解的，第一阀门209和第二阀门210可以是手动阀门也可以是与自动疏水器206的运行状态关联的自动阀门。当第一阀门209和第二阀门210为自动阀门时，若自动疏水器206发出故障信号，则第一阀门209和第二阀门210接收到自动疏水器206的故障信号并执行关闭动作。

在另一个实施方式中，所述第一旁路208上设有第三阀门211，为了防止在自动疏水器206故障的情况下凝汽器203的真空受到影响，优选的，第三阀门211为自动阀门，该阀门分别与自动疏水器206和液位检测装置207连接。正常情况下，第三阀门211处于关闭状态，当第三阀门211检测到自动疏水器206输出的故障信号后，执行打开动作，使得低位水箱202与凝汽器203通过第一旁路208连通，实现低位水箱202内的凝结水排至凝汽器203。当第三阀门211接收到液位检测装置207输出的停止排液信号时，执行关闭动作，防止因排空低位水箱202使得蒸汽进入凝汽器203内，影响凝汽器203的真空度。

本发明的汽轮机轴封加热器疏水系统具有如下优点：

与现有技术中采用多级水封“u型管”疏水方式相比较，本发明在低位水箱和凝汽器的连接管路上设有自动疏水器，通过自动疏水器的阻汽排水作用使得低位水箱内的凝结水能够顺畅的排至凝汽器，且可以完全避免蒸汽泄漏到凝汽器的问题，确保了轴封加热器及凝汽器设备及系统的正常运行，使得整个疏水系统更加可靠。

相对于现有技术的轴封加热器的疏水口设置在底部，本发明将轴封加热器的疏水口设置在其侧壁的相应高度上，从而可以保证轴封加热器在一定的水位安全运行，确保疏水系统更加可靠。

本发明对现有技术的轴封加热器疏水系统进行优化，采用优质自由浮球疏水器替换多级水封，投资少，系统汽水隔离性能更好，提高了轴加换热效率，且减少了现有技术的u型管所占空间，其可靠性和稳定性大大提高，密封严密，维护方便，消除机组存在的安全隐患，取得了明显成效。

本发明避免了现有技术中的疏水系统停机后u型水封管内残留积水造成的金属锈蚀，从而可以保证再次启动时凝结水的品质。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。