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的 JD-1250型管式換熱器，回熱系統配置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號低加液位測量經常出現液位大幅度波動有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，發現每次都有200~300ml 的冷凝水排出。由于殼程抽汽系統經常工作在負壓區間約30~55kPa(A) 環境下，因此加熱器殼程基本處于無水的工況，所以測量筒中

冷凝水現象反映測量管路的通流存在問題。經過對就地管路溫度的多點測量，發現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流或堵塞的問題。

 

在火力發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常出現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。而現行的安裝技術規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、人云亦云的現象屢見不鮮，缺乏一種明晰的方法對其進行系統的規范。

 

2 改進方法和措施

近年來隨著計算機仿真技術的發展，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，可以對產品的設計和優化起到重要的指導意義。在工業產品設計、航空航天設備研發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格劃分及網絡質量檢查 [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了強烈的變化，因此判斷出現了節流，通過溫度場分布可以看出此區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，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。