一种氧化皮分离组件及方法技术

本发明专利技术一种氧化皮分离组件及方法，能高效清除氧化皮，消除氧化皮颗粒对汽轮机的固体颗粒侵蚀。所述分离组件，包括用于分离并收集蒸汽管道内蒸汽中氧化皮的分离装置；分离装置包括依次连接的取样管、分离器和收集器；取样管连接在蒸汽管道，分离器用于蒸汽中的氧化皮的气固分离，分离器的氧化皮出口端连接收集器，分离器的蒸汽出口端连接到蒸汽回收管路上。所述分离方法包括如下步骤，将本发明专利技术所述氧化皮分离组件中的分离装置定位安装在蒸汽管道上，并对应设置在蒸汽管道内由于重力和离心力作用使得氧化皮浓度最大的位置；由取样管接入，通过分离器将蒸汽中氧化皮进行分离，得到的氧化皮收集在收集器中，分离氧化皮后的蒸汽返回至蒸汽回收管路。

Oxide skin separation assembly and method

The oxide skin separation component and method can efficiently remove the oxide scale and eliminate the erosion of the oxide particles to the solid particles of the steam turbine. The separation of components, including for separating and separating device oxide collected inside the steam pipe in steam; separating device comprises a sampling tube, separator and collector; the sampling tube is connected to the steam pipe, the steam in the oxide separator for gas-solid separation, the oxide separator outlet is connected with the steam outlet collector. The separator is connected to the steam recovery pipeline. The method comprises the following steps of separation, the separation device positioning oxide separation component mounted in the steam pipe, and the corresponding set in the steam pipeline in the gravity and centrifugal force makes the position of the maximum concentration of oxide; by sampling tube access, through the scale in steam separator separation the oxide, collected in the collector, the steam separation oxide after return to steam recovery pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化皮分离组件及方法
本专利技术属于气固两相流领域，涉及发电机组蒸汽中氧化皮的分离，具体为一种氧化皮分离组件及方法。
技术介绍
气固两相流是两相物质分别为气体和固体所组成的流动系统，主要研究分析判断流动形态，以及分散相在连续相中的运动规律及其对传递和作用过程的影响。火力发电厂运行过程中，在过热器和再热器内经常产生大量的氧化皮。随着厚度的增加和机组负荷的变化，氧化皮会从管道内壁脱落，部分随蒸汽流出，在主蒸汽管道和过热蒸汽管道中形成氧化皮和蒸汽的气固两相流。这样的气固两相流进入汽轮机静叶后，流道内的蒸汽热能(焓)转换为速度能，出口流速可达甚至超过音速，导致氧化皮颗粒被大大加速，其具有的动能可能对静叶出汽边和动叶产生严重的侵蚀，称为固体颗粒侵蚀(SPE)。固体颗粒侵蚀常发生在汽轮机高、中压缸叶片。防止固体颗粒侵蚀的方法包括：减缓高温蒸汽中氧化皮的生成，如选择抗高温氧化能力强的材料、改变炉内水汽处理方式、防止超温现象等；避免已生成氧化皮脱落，如控制锅炉蒸汽温降速率；清除已脱落的氧化皮，如人工清理、化学清洗、加氧吹扫等；未能清除的金属氧化物应尽量减轻其对汽轮机叶片的破坏，如在主汽门加滤网等。即使如此，上述方法仍然不能消除固体颗粒侵蚀问题的发生。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种氧化皮分离组件及方法，能高效清除氧化皮，消除氧化皮颗粒对汽轮机的固体颗粒侵蚀，操作简便，易于维护。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种氧化皮分离组件，包括用于分离并收集蒸汽管道内蒸汽中氧化皮的分离装置；所述的分离装置包括依次连接的取样管、分离器和收集器；取样管连接在蒸汽管道上，分离器用于蒸汽中的氧化皮的气固分离，分离器的氧化皮出口端连接收集器，分离器的蒸汽出口端连接到蒸汽回收管路上。优选的，还包括布置在分离装置和蒸汽管道外围的磁力分离阱；磁力分离阱包括若干电磁元件，磁力分离阱通过电磁元件生成激励磁场并施加到蒸汽管道和分离装置中，用于改变蒸汽中氧化皮的运动方向。进一步，所述的磁力分离阱中的若干电磁元件设置为线阵或平面阵或共形阵；若干电磁元件采用带铁芯的线圈，每个电磁元件的线圈电流均由上位机控制。进一步，所述的磁力分离阱布置在分离装置和蒸汽管道外围的至少一侧；所述的磁力分离阱在激励磁场移动时固定定位在分离装置和需要分离氧化皮的蒸汽管道外围附近。优选的，所述的取样管沿蒸汽管道流向设置在下游方向上，位于蒸汽管道内蒸汽中氧化皮浓度最大的位置；所述的取样管的管径不小于蒸汽管道管径的1/10。优选的，取样管和分离器之间依次设置隔离一次门和隔离二次门，分离器和收集器之间依次设置排放一次门和排放二次门，分离器和收集器的外部分别设置有检测氧化皮收集量的无损检测仪。进一步，取样管、分离器和收集器沿向下方向设置，取样管材质与蒸汽管道相同，分离器和收集器材质为奥氏体不锈钢。一种氧化皮分离方法，包括如下步骤，将本专利技术所述氧化皮分离组件中的分离装置定位安装在蒸汽管道上，并对应设置在蒸汽管道内由于重力和离心力作用使得氧化皮浓度最大的位置；由取样管接入，通过分离器将蒸汽中氧化皮进行分离，得到的氧化皮收集在收集器中，分离氧化皮后的蒸汽返回至蒸汽回收管路。一种氧化皮分离方法，包括如下步骤，S1，将本专利技术任意一项所述的氧化皮分离组件中的分离装置定位安装在蒸汽管道上，并对应设置在蒸汽管道内由于重力和离心力作用使得氧化皮浓度最大的位置；S2，由取样管接入，通过分离器将蒸汽中氧化皮进行分离，得到的氧化皮收集在收集器中，分离氧化皮后的蒸汽返回至蒸汽管道回收管路上；S3，在线测量蒸汽管道内蒸汽中氧化皮浓度，并设定分离终止值；S4，增大蒸汽管道内蒸汽的流量和压力，提高蒸汽携带系数和氧化皮携带量；S5，减小蒸汽管道内流量和压力，降低蒸汽携带系数和氧化皮携带量；S6，记录步骤S4中氧化皮浓度的最大值，并与所述的设定的分离终止值比较；若大于设定的分离终止值时，重复步骤S4和S5；若小于设定的分离终止值时，分离终止完成氧化皮的分离。进一步，还包括通过磁力分离阱加强氧化皮分离的步骤，具体的，将磁力分离阱定位并安装在蒸汽管道和分离装置周围；将磁力分离阱通过电磁元件生成的激励磁场施加到蒸汽管道和分离装置中，改变氧化皮的运动方向；并使激励磁场从蒸汽管道向取样管移动，和/或从取样管向分离器移动，和/或从分离器向收集器移动，加强蒸汽中氧化皮向分离装置内的运动，以及氧化皮在分离器中的分离和收集；其中，通过控制电磁元件的组合变化，使激励磁场在蒸汽管道和分离装置内沿一维或二维或三维方向移动。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术所述的氧化皮分离组件能有效解决固体颗粒侵蚀问题的发生；通过设置分离装置中的取样管在蒸汽管道上处氧化皮浓度最大的位置，因此取样管中进入的蒸汽内氧化皮浓度大，通过分离器对其进行分离后，氧化皮收集在收集器中，蒸汽重新回收利用；氧化皮的收集率高，能够在线不停机对氧化皮进行清理，结构设计巧妙，布局合理，清除收集效率高。进一步的，通过磁力分离阱产生激励磁场能够在蒸汽管道和分离装置内移动，来改变蒸汽中氧化皮的运动方向，通过磁力、离心力和重力的叠加组合，使氧化皮由蒸汽管道向分离装置内的运动更加集中，加强了氧化皮在分离装置中完成与蒸汽的分离并收集。本专利技术所述的方法不仅能够快速高效的对氧化皮进行分离，而且能够应对机组负荷剧烈变化带来的氧化皮加速剥落的情况，通过调整锅炉燃烧方式，多次变负荷吹扫，使脱落下来的氧化皮被携带出来，并分离收集在热力系统循环外，避免了氧化皮沉积在过热器和再热器下弯头造成堆积堵塞甚至爆管，同时避免了氧化皮进入汽轮机带来的固体颗粒侵蚀。附图说明图1是本专利技术所述的一种氧化皮分离组件的结构示意图。图2是本专利技术所述的一种氧化皮分离方法的流程图。图3是本专利技术实例中所述的利用蒸汽流量压力波动和磁力实现氧化皮分离的方法流程图。图4是本专利技术实例中所述分离组件在发电厂热力系统中的连接框图。图中：1-蒸汽管道、2-取样器、3-电磁元件、4-磁力分离阱、5-氧化皮、6-隔离一次门、7-隔离二次门、8-分离器、9-无损检测仪、10-排放一次门、11-排放二次门、12-收集器。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术提出了一种氧化皮分离组件，包括安装在高温高压的蒸汽管道1上的分离装置。分离装置包括依次设置的取样管2、分离器8和收集器12；分离器8构造为采用磁力或离心力或重力进行蒸汽中氧化皮5分离的压力管道或容器。为了避免不同材质之间的焊接应力，取样管2材质与蒸汽管道1相同，为了使磁力穿透分离器8和收集器12并作用于氧化皮5，分离器8和收集器12材质选用没有磁性的奥氏体不锈钢。如图1所示，取样管2沿蒸汽管道1流向设置在下游方向上，且位于蒸汽中氧化皮5浓度最大的位置；所述的取样管2的管径不小于蒸汽管道1管径的1/10，从而保证能够对蒸汽中氧化皮的采集。取样管2沿蒸汽管道1流向设置在下游方向上也就是取样管2沿蒸汽管道1内蒸汽的流动方向顺流设置，而不能逆流设置。取样管2和分离器8之间依次设置隔离一次门6和隔离二次门7，分离器8和收集器12之间依次设置排放一次门10和排放二次门11，分离器8和收集器12的外部分别设置有检测氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化皮分离组件，其特征在于，包括用于分离并收集蒸汽管道(1)内蒸汽中氧化皮(5)的分离装置；所述的分离装置包括依次连接的取样管(2)、分离器(8)和收集器(12)；取样管(2)连接在蒸汽管道(1)上，分离器(8)用于蒸汽中的氧化皮(5)的气固分离，分离器(8)的氧化皮(5)出口端连接收集器(12)，分离器(8)的蒸汽出口端连接到蒸汽回收管路上。

【技术特征摘要】
1.一种氧化皮分离组件，其特征在于，包括用于分离并收集蒸汽管道(1)内蒸汽中氧化皮(5)的分离装置；所述的分离装置包括依次连接的取样管(2)、分离器(8)和收集器(12)；取样管(2)连接在蒸汽管道(1)上，分离器(8)用于蒸汽中的氧化皮(5)的气固分离，分离器(8)的氧化皮(5)出口端连接收集器(12)，分离器(8)的蒸汽出口端连接到蒸汽回收管路上。2.根据权利要求1所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，还包括布置在分离装置和蒸汽管道(1)外围的磁力分离阱(4)；磁力分离阱(4)包括若干电磁元件(3)，磁力分离阱(4)通过电磁元件(3)生成激励磁场并施加到蒸汽管道(1)和分离装置中，用于改变蒸汽中氧化皮(5)的运动方向。3.根据权利要求2所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，所述的磁力分离阱(4)中的若干电磁元件(3)设置为线阵或平面阵或共形阵；若干电磁元件(3)采用带铁芯的线圈，每个电磁元件(3)的线圈电流均由上位机控制。4.根据权利要求2所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，所述的磁力分离阱(4)布置在分离装置和蒸汽管道(1)外围的至少一侧；所述的磁力分离阱(4)在激励磁场移动时固定定位在分离装置和需要分离氧化皮(5)的蒸汽管道(1)外围附近。5.根据权利要求1所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，所述的取样管(2)沿蒸汽管道(1)流向设置在下游方向上，位于蒸汽管道(1)内蒸汽中氧化皮(5)浓度最大的位置；所述的取样管(2)的管径不小于蒸汽管道(1)管径的1/10。6.根据权利要求1所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，取样管(2)和分离器(8)之间依次设置隔离一次门(6)和隔离二次门(7)，分离器(8)和收集器(12)之间依次设置排放一次门(10)和排放二次门(11)，分离器(8)和收集器(12)的外部分别设置有检测氧化皮(5)收集量的无损检测仪(9)。7.根据权利要求1或6所述的一种氧化皮分离组件，其特征在于，取样管(2)、分离器(8)和收集器(12)沿向下方向设置，取样管(2)材质与蒸汽管道(1)相同，分离器(8)和收集器(12)材质为奥氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫爱军，汪德良，郭俊文，梁法光，董红年，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61