电站锅炉给水泵出口再循环管的设计问题
某电厂给泵再循环阀汽蚀原因分析及处理
某电厂给泵再循环阀汽蚀原因分析及处理一、概述1.1 设备简介良好的给水温度及稳定性是保障燃煤机组热效率的关键因素，而给水泵再循环阀又称最小流量阀是锅炉给水泵系统的最关键阀门。
由于此阀门承受高温、高压差，运行环境极为恶劣，致使该阀极易汽蚀、侵蚀及冲刷，阀门内漏缺陷频发。
南通电厂给水泵再循环阀阀芯采用表面激光熔铸硬质合金，维修费用较高，尽管如此，再循环阀的阀门故障依然频发，甚至在更换新阀芯、阀座后不到半年，再次出现内漏情况，严重影响着机组的安全运行。
1.2 工作原理给水泵的作用是将除氧器中的水送往锅炉，其中给水泵再循环阀（如图1），安装在给水泵出口管道的支管上，接入除氧器，在机组启动或低负荷运行中，确保给水泵具有维持安全运转的水流量。
当锅炉给水需要量很小或不需要流量时，为防止其产生过热和汽蚀，就会打开再循环阀，使一部分高压给水再回流到除氧器，来保证给水泵的安全运行。
所以，在任何情况下都要求给水泵必须有一个最基本的流量，即给水泵的最小流量。
当锅炉给水流量达到一定值时，再循环阀将会逐渐关闭，以提高给水泵运行的经济性。
图1 给水再循环阀流程图二、缺陷分析2021年7月25日，#3机组运行期间，关闭再循环阀后，管路内再循环流量仍达到25T/H，内漏较为严重。
解体发现，阀瓣、节流套及阀座密封面受高压差给水的冲刷侵蚀严重（如图2），密封面呈放射状的沟痕。
由于给水速度跟压差有密切关系，流体速度在阀门内的最小断面的下游少许最高，这种高流速现象会引起汽蚀腐蚀和磨损出现，阀门很快就会被冲损，产生内漏。
我厂给水经过再循环阀的调节将给水压力直接降为除氧器的压力，阀前后压差较高，即使阀门在小开度时，流速也非常高。
所以，如果结构上无有效的节流措施，阀门的密封面就在短期内遭到严重冲刷，以致损坏。
图2：冲刷侵蚀后的节流槽三、解决方案由伯努利方程可知，流体在通过给水泵再循环阀的密封面处时，通流面积减小，而流速增加，其静压力将急剧下降到流体的饱和压力之下，从而产生严重汽蚀现象，在此过程中，冲击波的压力远超金属材料的疲劳破坏极限，以至于给密封面带来致命的破坏。
高压锅炉给水再循环系统改造
（ ） 循 环 水 经 过 四级 节 流 孔 板 减 压 后 回流 １再
到除氧器水箱 ， 在系统调试时就发现两台给水泵 均存在再循环高压截止阀开闭过程 中管路剧烈振 动的问题 ， 虽然经设计 院以及安装单位 多次采取 改 进 管路 、 吊架 及更 换 多 级 节 流 孔 板 等 但仍 无 支 法彻底消除振动 ， 导致再循环水量无法正常调节 ， ２ 存 在 问题 给设备运行 以及正常操作造成了安全威胁。２０ ０８ 离心泵 在开停 车过程 中或非正 常操作状 态 年 ３ 月已经发生了一次 因再循环管道振动导致管 下， 泵的流量可能很小 。尤其是输送锅炉给水或 路 断裂 而引起 的停 机事故 ， 给生产 造成 了 巨大 凝结水等介质温度接近汽化温度的离心泵 ， 由于 损 失 。 流量小 ， 叶轮与液体间 因摩擦产生 的热量不易被 （） ２ 再循 环 水经 过 四级 节 流孔 板 降压 后 由 ７ ａ ＭＰ ， 带走 ， 使水温升高 ， 引起介质汽化而对泵产生汽蚀 １ＭＰ 下 降 至 ２ ａ 然 后进 人 除 氧 器水 箱 以减 小
【 ｅ ｏｄ 】 ｏ ｅｆ ｄ ａ ｒｅｉ ｕ ｔｎ ｙｔ ，ｉ ａｏ， ｍ ｏ ｃｖ ｌ ， ｐｏｅ ｅｔ Ｋ ｙ ｒｓ Ｂ ｉ ｒ ｅ ｔ ｃ ｃｌｉ ｓ ｍ ｖ ｒ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅｔ ｅ ａ ｅｉ ｒ ｍ ｎ ｗ ｌ ｗ ｅｒ ｒ ａｏ ｓ ｅ ｂ ｔｎ ｕ ｐ ｔ ｉ ｖ ｖ ｍ ｖ ｅ
现象 ， 造成泵的工作不稳定以及泵体损坏 ， 甚至引 发 事 故 。 因此 泵 的 流量 不 得 小 于 一 最小 流量 值 ， 通 常把 这 一 最 小 流量 值 称 为 离 心 泵 的最 小 流 量 ， 工 程 上 就 是 靠 再 循 环 系 统 来 保 证 泵 的 最 小 流
量 的。
电厂汽机运行初级工考试题带答案
一．选择题1.当容器内工质的压力大于大气压力，工质处于（A）。
(A)正压状态(B)负压状态(C)标准状态(D)临界状态2. 郎肯循环是由（B）组成的。
(A)两个等温过程，两个绝热过程(B)两个等压过程，两个绝热过程(C)两个等压过程，两个等温过程(D)两个等容过程，两个等温过程3. 金属材料的强度极限是指（C）。
(A)金属材料在外力作用下产生弹性变形的最大应力(B)金属材料在外力作用下出现塑性变形时的应力(C)金属材料在外力作用下断裂时的应力(D)金属材料在外力作用下出现弹性变形时的应力4. 阀门部件的材质时根据工作介质的（B）来决定的。
(A)流量与压力(B)温度与压力(C)流量与温度(D)温度与粘性5. 凝汽器内蒸汽的凝结过程可以看作是（D）。
(A)等容过程(B)等焓过程(C)绝热过程(D)等压过程6. 沸腾时气体和液体同时存在，气体和液体的温度（A）。
(A)相等(B)不相等(C)气体温度大于液体温度(D)气体温度小于液体温度7. 已知介质的压力P和温度t，在该温度下，当P小于P饱时，介质所处的状态是（D）。
(A)未饱和水(B)湿蒸汽(C)干蒸汽(D)过热蒸汽8. 两台离心水泵串联运行，（D）。
(A)两台水泵的扬程应该相同(B)两台水泵的扬程相同，总扬程为两泵扬程之和(C)两台水泵扬程可以不同，但总扬程为两泵扬程之和的1/2(D)两台水泵扬程可以不同，但总扬程为两泵扬程之和9. 温度在（A）以下的低压汽水管道，其阀门外壳常用铸铁制成。
(A)120℃(B)200℃(C)250℃(D)300℃10. 油系统多采用（B）阀门。
(A)暗(B)明(C)铜制(D)铝制11. 减压门属于（D）。
(A)关（截）断门(B)调节门(C)旁路阀门(D)安全门12. 凝汽器内真空升高，汽轮机排汽压力（B）。
(A)升高(B)降低(C)不变(D)不能判断13. 接热气的种类，按工作原理不同可分为（A）。
(A)表面式加热器，混合式加热器(B)加热器，除氧器(C)高压加热器，低压加热器(D)螺旋管式加热器，卧式加热器14. 循环水泵主要向（D）提供冷却水。
AP1000核电站主给水泵再循环和大循环管道振动治理
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald20DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.23.020AP1000核电站主给水泵再循环和大循环管道振动治理胡振煜 迟威 屠攀(三门核电有限公司 浙江三门 317112)摘 要：三门核电站1号机组常规岛调试过程中，主给水泵再循环和大循环管道都出现振动高情况，根据《DL/T1103-2009核电站管道振动测试与评估》标准进行计算评估，通过对管道振动根本原因分析并采取针对性措施，显著改善了管道振动情况、使振动降低到合理水平，确保了系统和设备安全运行。
关键词：主给水管道 振动 治理 系统设计中图分类号：TU990 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2017)11(c)-0020-03三门核电1号机组是全球首台采用A P1000第三代核电技术的机组，主给水系统调试期间，主给水泵再循环和大循环管道振动测量结果未达到DL/T1103-2009合格标准。
为解决该问题，进行了振动根本原因分析并采取针对性的降振措施，最终治理效果达到预期。
1 系统设计和管道振动评价标准主给水系统设计参见图1所示，主给水泵组为3×33.3%配置。
主给水泵小流量运行时，再循环流量1100m 3/h、再循环阀上游与节流孔板下游压差约9MPa；大循环管道在机组启动前二回路水质调整时投运，主给水泵为大循环提供压头，大循环目标流量1700t/h，此时大循环阀前后压差约8.3～8.8MPa。
一期调试期间，基于DL/T1103-2009标准评价管道振动水平，参见表1；测量振幅作为分析的辅助参数。
实际执行时，通常在最大峰值振速测量值大于1倍最大峰值振速允许值(而不是标准推荐的2)时，出于保守考虑即采取降振措施。
2 管道振动概况、分析与治理引起管道振动的因素很多，常见的有转动设备作用在管道上的激振力、流体脉动产生的激振力、水锤、汽蚀、管道刚度不足等[1]。
给水泵再循环系统介绍
阀杆式多级减压最小流量阀
多级笼式套筒减压最小流量阀两种方案。
2-1流量调节型阀杆式多级减压最小流量阀
流量调节型再循环系统与开关
型再循环系统相比较，区别在于
调节型在满足开关型再循环系统
的所有要求的同时对流量进行调节。
HORA的流量调节型阀杆式
多级减压最小流量阀结构（如图2）：
控制最小流量阀的开启、关闭，将再循环系统的流量认定为常值。
对于此种工况HORA公司采用轴向多级碟状降噪孔板减压最小流量阀（图 1 ）
在阀杆的轴向布置了多级减压降
噪碟状孔板，首先将进入阀门时
具有极大动压能的的流体在进入
节流部件后分散成多股动压能较
小的流线，使流体能量对节流元
键。
给水泵的出水量是随锅炉负荷而变化的。在启动时或在负荷很低时，给水泵
很可能在给水量很小或给水量为零的情况下运行，水在泵体内长期受叶轮的摩擦
发热，而使水温升高，水温升高到一定程度后，会发生汽化，形成汽蚀。造成给
水泵的损坏。为防止上述现象的发生，在给水泵出口至除氧器（或冷凝器）水箱
之间安装再循环系统，在给水泵刚启动或在给水量小到一定程度时，可打开再循
只要主给水流量低于额定流量的30%，再循环系统就将开启。这样，就可能会有
大量的高压水流回水箱，造成能源的浪费，造成电厂的整体经济效益降低。
为解决能量损失，很多电厂采用流量调节型再循环系统。即将再循环系统的
流量设定为额定流量的0~30%，可调。
针对流量调节型再循环系统HORA公司提出：
件的冲刷降低。其次由于采用多
级减压降噪板，通过计算相邻两
极的孔径错位重叠面积，使阀门
发电厂给水系统特点及运行问题(全文)
发电厂给水系统特点及运行问题(全文) 300MW电厂给水系统采纳单元制，对于600MW由于给水泵超临界机组的参数比亚临界机组扬程要高，故给水管道要求的壁厚不同，高压加热器的承压能力不同，但其系统是相同的。
给水管道的振动是电厂中较常见的问题。
要合理设计管道系统，合理设置支吊架，增加管道系统刚性，还要防止水击。
A XX：发电厂给水系统包括从除氧器出水口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件等。
它包括了低压给水系统、中压给水系统和高压给水系统，给水前置泵进口之前为低压系统，给水前置泵出口与给水泵进口之间为中压给水系统，给水泵出口之后为高压系统。
主要设备：除氧器、汽动给水泵、电动给水泵、加热器。
发电厂给水系统的任务是（包括脱过氧的凝聚水和经过化学处理的补充水）从除氧器贮水箱送到锅炉的省煤器进口。
给水在输送的过程中，要进行加热并升压，以满足锅炉对给水的温度和压力的要求，使整个汽水循环的热效率得到提高。
对300、600MW机组，给水泵配置主要有三种形式：三台电泵，如沙角C厂；二台50%汽泵＋一台30%电泵，如石洞口二厂；一台100%汽泵＋一台30%电泵，如美国GE公司提供的小汽机给水泵组的324个电厂中，有123个采纳1x100%汽泵方案，单机最大机组容量达800MW；美国及德国的单机容量为1300MW和900MW的超临界机组也多采纳1x100%汽泵方案300MW常规配置：（以某300MW火力发电厂为例，见图2）该工程给水系统采纳单元制，每台机组配置2台50%容量的汽动给水泵和1台30%容量电动调速启动备用给水泵。
在1号高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，并设有30%BMCR容量的启动调节旁路，在旁路管道上装有气动操纵阀。
在给水泵出口给水管道上设有再循环系统至除氧器。
图1该工程给水系统中三台高压加热器采纳大旁路系统，具有系统简单，阀门少，运行维护方便等优点。
给水泵汽轮机有两个汽源，带自动汽源切换装置，正常工作汽源来自主汽轮机的四级抽汽，启动及低负荷时由再热蒸汽冷段或辅助蒸汽系统供汽。
火力发电厂锅炉汽水管道设计技术规定
火力发电厂锅炉汽水管道设计技术规定常用符号的单位和意义1 总则1.0.1 本规定制定的目的是为了指导火力发电厂汽水管道的设计，以保证火力发电厂安全、满发、经济运行。
1.0.2 本规定适用于火力发电厂范围内主蒸汽参数为27MPa、550℃(高温再热蒸汽可达565℃)及以下机组的汽水管道设计。
机、炉本体范围内的汽水管道设计，除应符合本规定外，还应与制造厂共同协商确定。
发电厂内的热网管道和输送油、空气等介质管道的设计，可参照本规定执行。
本规定不适用于燃油管道、燃气管道、氢气管道和地下直埋管道的设计。
1.0.3 本规定所引用的相关标准管道元件的公称通径 (GB1047)管道元件的公称压力 (GB1048)高压锅炉用无缝钢管 (GB5310)低中压锅炉用无缝钢管 (GB3087)碳素结构钢 (GB700)螺旋焊缝钢管 (SY5036～5039)低压流体输送用焊接钢管 (GB3092)钢制压力容器 (GB150)碳钢焊条 (GB 5117)低合金钢焊条 (GB5118)火力发电厂汽水管道应力计算技术规定 (SDGJ6)电力建设施工及验收技术规范(管道篇) (DJ56)电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇) (DL5007) 电力建设施工及验收技术规范(钢制承压管道对接焊缝射线检验篇) (SDJ143)火力发电厂金属技术监督规程 (DL438)电力工业锅炉监察规程(SD167)2 一般规定2.0.1 设计要求管道设计应根据热力系统和布置条件进行，做到选材正确、布置合理、补偿良好、疏水通畅、流阻较小、造价低廉、支吊合理、安装维修方便、扩建灵活、整齐美观，并应避免水击、共振和降低噪声。
管道设计应符合国家和部颁有关标准、规范。
2.0.2 设计参数2.0.2.1 设计压力管道设计压力(表压)系指管道运行中内部介质最大工作压力。
对于水管道，设计压力的取用，应包括水柱静压的影响，当其低于额定压力的3%时，可不考虑。
锅炉给水泵切换操作
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；. 给水泵切换操作步骤要领
1、切换给水泵前，检查备用泵相关冷却水、润滑油等正常，确认
再循环阀在开启位置，出口阀关闭，具备启动条件。
2、切换给水泵前，保证汽包水位在正常范围内，（建议0～
+30mm）。
3、就地检查人员联系监盘人员启动备用给水泵电机，监盘人
员逐步调整频率，使其口压力表与运行泵一致。
4、就地人员做好对备用给水泵启动后的检查，随时有问题联
系监盘人员。
5、逐步开起备用泵出口阀，同时开启运行泵再循环阀并交替
关小运行泵出口阀直至完全关闭。
注：此过程需缓慢操作，防止汽包水位低，持水位稳定。
6、稳定10-15分钟后，一切运转正常，停止运行泵，关闭2
台泵最小流量阀。
7、此后一段时间加强对运转给水泵的巡检力度，1-2小时后恢
复正常巡检状态。
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电站锅炉给水泵出口再循环管的设计问题 2013.8.10
“锅炉给水泵出口再循环管的节流装置后是否会产生两相流？该节流装置应该布置在给水泵出口附近还是靠近除氧水箱？”
先说锅炉給水泵出口再循环管的节流装置后是否会产生两相流？
电站锅炉给水在除氧器后由給水泵升压后送入锅炉，泵出口的再循环管将部分高压力的给水返回除氧水箱，再循环管上必须安装节流装置将给水压力降到保证除氧水箱安全的程度，对于饱和水节流后产生两相流的问题已毋庸置疑，但是给水泵出口的水压力很高，这种非饱和水经过节流后，会不会产生两相流？有人产生疑问。
实际上从給水箱出来的饱和水经过给水泵提升压力后，虽然已经不是饱和水，但是经过深度节流的情况下，完全有可能从非饱和态进入饱和甚至过饱和态以至产生节流汽化，此现象亦有称之为“闪蒸”。
图1示出非饱和水多节流过程变态的一般情况，在深度节流的条件下，由于工况变化、节流级数的固定等“闪蒸”终究要发生，虽然图1示出的是多级节流，必须强调高能量的非饱和水即使在单级深度节流（例如经过微开的阀门）的情况下也会产生节流汽化的现象。
其次，再循环管的节流装置应当布置在什么位置？如果设计成图2那样，给水再循环管必然在运行时因为出现两相流而发生管道振动、磨损、噪音等问题。
早在上世纪七十年代进行的汽、水系统调查、汇编工作中收集到的电厂反映，完全证明了这个结论，因此，给水再循环管时至今日如果还这样设计，实在太不应该！如按图3设计，将节流装置布置在给水再循环管的末端即除氧水箱上，能够避开两相流产生在管内的问题，给水再循环管便不再发生振动、磨损、噪音等现象。
像图3这样的设计不仅在所有引进机组的工程中应用，国内也已十分普遍。
如果运行厂还有类似问题应尽快改正。
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（王鑫建供稿）。