（1.山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100；2.中国能源建设集团天津电力建设有限公司 天津 300041）
摘要：给水泵是火力发电厂最重要辅机之一，由此构成的给水系统是保证机组安全和经济运行的基础，相关的控制策略必须保证机组在不同阶段、不同负荷时的安全经济运行。现场技术人员的认识和理解差异，在给水系统的相关控制策略的制订上存在缺陷，带来了给水系统潜在的运行风险，且机组低负荷运行时由于手动或自动打开给水泵再循环阀，造成能源浪费。为此必须全面系统地研究给水系统的相关控制策略，提高给水系统的安全性和经济性。本文针对火力发电厂给水再循环系统设计优化进行了分析。
关键词：火力发电厂；给水再循环系统；设计；优化
1火力发电厂用水原则
火力发电厂各项生产需要利用很多资源，其中，水资源是应用最多的，并且生产中需要借助非常多的配水管道与排水系统。我国在《火力发电厂节水原则》中对火力发电厂节水做出了明确指示，要求发电厂需严格遵循这一原则生产。基本原则如下：结合水资源条件、自然环境、地质条件等合理选择火力发电厂厂址，对用水指标进行合理优化与控制；要在确保发电厂生产稳定、安全的前提下使用节水技术；不断使用先进的节水复用技术，增强废水回收利用率，减少水资源浪费，提高生产效率；在设计、生产、规划的全过程中加强不同部门的联系与沟通。
2给水再循环系统简介及研究现状
给水再循环系统是指从给水泵出口引至除氧器给水再循环接口的管道和阀门。其功能是在机组启动或低负荷时将全部或一部分水打回除氧器，以增大给水泵的流量，避免给水泵汽蚀、减小噪声和振动。目前国内火力发电厂给水再循环系统包括：最小流量调节阀及其前后闸阀、除氧器入口逆止阀、合金钢管道、碳钢管道，如图1所示。老机组也有在最小流量调节阀后加节流孔板的，现在大机组基本都已取消。但是，核电工程常规岛的给水再循环系统并不设置除氧器入口逆止阀，也无节流孔板。如大亚湾核电厂、秦山第二核电厂、田湾核电厂、海阳核电厂、红沿河核电厂等。
一些专著对火力发电厂给水再循环系统做了描述，而在公开发行的学术期刊上多是对给水泵组设置方案、控制与检修方案的优化等，以及给水再循环最小流量阀的研究，基本没有针对给水再循环系统的相关研究内容。
3设备对给水再循环系统的要求
系统的设置取决于设备、功能和安全要求，并与现场布置关联。内置式除氧器给水再循环管道在除氧器中的位置如图2所示，有头除氧器给水再循环管道接在除氧水箱中，与图2类似。给水再循环管道出口在除氧器液位以下，出口有堵头堵住，再循环的水通过除氧器液位下管道上所开的许多小孔与除氧水混合。这一结构有利于减小再循环水对除氧器的冲击，减小振动。
除氧器对给水再循环系统的要求就是入口压力和温度。压力条件可以通过最小流量阀调节或通过节流孔板降压，而给水再循环从给水泵出口至给水泵出口闸阀处接出，满足温度要求。
给水泵组对给水再循环系统的要求就是满足最小流量要求，可通过最小流量阀和管径设计来满足要求。最小流量阀前后各有一个闸阀，用以检修最小流量阀时将管路隔离。可见，除氧器、泵组、最小流量阀等设备和阀门并不要求在给水再循环系统中设置逆止阀。
4给水再循环系统设置逆止阀的缘由及功能
国内的传统设计是与除氧器相连接的管道均设置逆止阀，认为可以防止蒸汽倒灌、防止管道中汽液两相流引起较大振动、防止突然失电导致泵倒转、防止蒸汽逸入再循环管道。
给水再循环系统只在启动、停机或低负荷时投运。最小流量阀后的管道，由于最小流量阀对压力的调节作用，使阀后压力急剧降低，可能导致阀后压力低于临界压力造成管道中水流汽化造成管道振动。或者使阀后管道压力低于除氧器内的压力，导致除氧器内水倒流至再循环管道中一定程度上引起振动。
逆止阀的设置能够防止除氧器内水倒流造成的振动，但对于最小流量阀后管道很短的管系意义不大。再循环管道振动主要在于调节阀压降太大造成的汽蚀。如图1某1000MW工程最小流量阀后管道3m，占整个管系的比例不到5%，没必要设置逆止阀。
泵具有惰转功能，突然失电能够惰转几十秒至上百秒，在开启最小流量阀的机组启动阶段突然失电，再循环管里的水压将与除氧器压力平衡，不会引起泵的倒转。
如果除氧器中的再循环管上部的小孔露出液面，除氧器空间下部的蒸汽将逸入再循环管，由于这部分蒸汽是饱和蒸汽，温度与除氧器出水温度接近，不会对管道造成危害。如果最小流量阀后管道较长可考虑设置逆止阀，并设节流孔板，以减轻管道振动。
5给水再循环系统取消逆止阀实例
图3为某330MW火电机组给水再循环管道布置图，是纯粹为安装逆止阀而作的折中方案。图4为优化去掉逆止阀后的布置图。经过优化可减少一个阀门、两个弯头，至少降低0.7m标高，使管道更加简捷、美观和便于检修。
结语
为满足业主降低工程造价的要求，各设计单位通过缩小跨距、降低标高等途径，对主厂房的占地面积和厂房体积逐步进行压缩，随之而来的是厂房内的空间越来越拥挤。但从现场运行和检修来说，又希望厂房内能够较为宽敞。这一矛盾，只能通过尽量简化系统、优化布置来实现。因此系统的简化非常重要，而这要建立在对系统的深入研究、分析、论证之上，确保满足功能与安全要求，果断去掉不必要的设施。取消给水再循环系统的逆止阀可简化系统、优化布置，从而改变火电厂设计长久以来认为在输送介质进除氧器的管道上均设置逆止阀的观念。设计中应以设备需要与系统功能、安全要求为着眼点，研究各系统、各设备、各阀门设置的必要性。现代电厂给水再循环系统中最小流量阀质量高、调压能力强，在该阀靠近除氧器布置时，建议其出口侧不设置逆止阀。
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作者简介：
郑涛（1979.8-），男，山东青岛人，东北电力学院动力系学士，工程师。单位：山东电力建设第三工程公司，研究方向：热能与动力工程。
第二作者：张会风（1984.12-），女，吉林和龙人，东北电力大学学士，单位：中国能源建设集团天津电力建设有限公司，研究方向：热能与动力工程
论文作者:郑涛1,张会风2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/5
标签：再循环论文; 系统论文; 管道论文; 火力发电厂论文; 流量论文; 最小论文; 除氧器论文; 《电力设备》2016年第18期论文;