1 設備概述

某電廠一期汽輪機為上海汽輪機廠與德國西門子公司聯(lián)合設計制造的超超臨界汽輪機，型號 N660-28/600/620，低壓加熱器為上汽輔機廠生產(chǎn)的 JD-1250型管式換熱器，回熱系統(tǒng)配置3臺高壓加熱器、1臺除氧器、4臺低壓加熱器。7號低加殼程工作壓力為0.0376MPa，殼程工作溫度為74.4℃，8號低加殼程工作壓力為0.0186MPa，殼程工作溫度為58.5℃，配置 VAGAFX65型導波雷達液位計。測量管路敷設如圖1。

機組運行期間7號、8號低加液位測量經(jīng)常出現(xiàn)液位大幅度波動有0~200mm 左右，尤其在機組變負荷過程中更加明顯，對測量筒進行檢查，發(fā)現(xiàn)每次都有200~300ml 的冷凝水排出。由于殼程抽汽系統(tǒng)經(jīng)常工作在負壓區(qū)間約30~55kPa(A) 環(huán)境下，因此加熱器殼程基本處于無水的工況，所以測量筒中

冷凝水現(xiàn)象反映測量管路的通流存在問題。經(jīng)過對就地管路溫度的多點測量，發(fā)現(xiàn)在取樣管路的第三個彎頭處溫差為5度左右，因此判斷該出可能存在著節(jié)流或堵塞的問題。

 

在火力發(fā)電廠的儀表安裝過程中，諸如此類負壓測量管路較多。如凝汽器壓力，低加液位等管路的安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)此類因管路敷設不合理而導致的測量問題 [1]，給機組的運行帶來麻煩。而現(xiàn)行的安裝技術規(guī)范中只給出指導性的要求，具體的敷設方式，則完全靠安裝技術人員的經(jīng)驗和對流場的認知情況來進行二次設計和施工，因此照搬照抄、人云亦云的現(xiàn)象屢見不鮮，缺乏一種明晰的方法對其進行系統(tǒng)的規(guī)范。

 

2 改進方法和措施

近年來隨著計算機仿真技術的發(fā)展，基于有限元分析的 CFD 流體仿真技術融3D 建模和流體仿真技術于一身，可以對產(chǎn)品的設計和優(yōu)化起到重要的指導意義。在工業(yè)產(chǎn)品設計、航空航天設備研發(fā)方面起到重要的作用。本文另辟蹊徑，采用solidwork 軟件對液位測量管路進行建模，并應用ANSYS FLUNT 仿真軟件對測量管路的流場進行了可視化的分析，通過流場分析基本驗證了之前的推斷，通過對管路進行改造解決了流場中的低流速和不均勻的問題，改造后液位測量準確，未再出現(xiàn)測量筒積水引起的液位波動問題。具體過程如下 ：

3D 建模。使用 Solidweok 軟件對測量管路進行近似建模，考慮閥門的尺寸較小，使用管路對其進行替代，主要利用制圖軟件的草圖工具和特征工具對實體進行建模。

利用 ansys flunt 軟件進行模型導入和網(wǎng)格劃分及網(wǎng)絡質(zhì)量檢查 [2]。通過流場仿真可以看出，在水側第三個彎頭處壓力場變化較大且出現(xiàn)了強烈的變化，因此判斷出現(xiàn)了節(jié)流，通過溫度場分布可以看出此區(qū)域有明顯的的溫度梯度，因此判斷此處通流存在問題。通過圖7可以看出，測量筒上下部基本處于同一壓力場中、并且無劇烈的壓力變化梯度出現(xiàn)，因此通流順暢測量基本準確。

 

3 結語

通過上述的分析可以看出，經(jīng)驗判斷的結論得到了驗證，通過流場分析直觀的看出管路設計中出現(xiàn)的問題。該方法雖在操作上對技術人員的計算機技術提出較高要求，但對熱工取樣和管路敷設的二次設計及問題的驗證，找到了新的方法和手段。