多级水封器高度计算方法及运行注意事项的探0918docx.docx
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多级水封器高度计算方法及运行注意事项的探讨西安亨特电力殷进军水封器是利用水封水头差平衡两容器间的压差，同时利用水封器中的水柱对两容器中的气体进行隔离。
与单级水封器相比，多级水封器降低了水封器的高度，减少了水封管埋地的工作量。
多级水封在电厂中通常用于给水泵密封水回水至凝汽器；轴封加热器疏水至凝汽器；射汽抽汽器疏水回凝汽器等。
水封器设计不当，可能引起给水泵润滑油带水乳化；密封水回水不畅，机组补水率高；凝汽器真空度下降，机组效率降低…“J。
因此必须引起足够重视。
多级水封器的设计是一个复杂的计算过程，其中水封器高度的计算是最重要的。
目前常用静态计算方法来计算水封器的高度。
本文结合印度某工程设计，归纳出某四级水封器高度计算的动态分析方法。
l研究对象
四级水封器（下称A水封，见图1、2），进口压力
0.1MPa出口压力0.003MPa
放气
注水
A水封的工作过程如下:
启动时,关闭水封管进
出口阀，开启注水阀和放气阀,注满水后关闭放气阀和注水阀，开启水位控制阀，至无水流出时,关闭水位控制阀，然后打开水封管出口阀，缓慢打开进口阀投入运行。
此时水封管内液柱上方为空气。
工作时依靠液位发生变化产生水头，各级水封的有效水头之和为该水封器的总水头。
2静态计算法
该方法假设:
工作时水封器各级内的气体量是
恒定的。
从出口往进口逐级求解下列方程组可得到各级水封有效水头的高度勺:
胀后的体积,n?
；
y—水的重度,N/n?
；
8—匕关于叫的函数，由水封结构决定。
A水封计算结果如表1所示。
表1的计算结果显示A水封所需的最小高度为4.294m,且水封器每一级的有效水头并不都是一样的。
该方法计算过程复杂,没有充分利用每级水封的高度。
P严Pl+Xyhj（i=1Kn）
j-i
PmP'Vi（i^lKn）
（2）
匕"（％）（"IK”）（3）
式中:
P八P?
~分别为第i级水封内气体膨胀前、膨胀后的压力,Pa；
卩八匕一分别为第i级水封内气体膨胀前、膨
胀后的体积,m‘；
y—水的重度,N/m3；OS关于出的函数，由水封结构决定。
A水封计算结果如表1所示。
表1的计算结果显示A水封所需的最小高度为4.294m,且水封器每一级的有效水头并不都是一样的。
该方法计算过程复杂，没有充分利用每级水封的高度。
勺-匕"％=0（禺）（4）
pyp^v/v^c（5）
式中内=（尸詁-PM）/n；
P严P°w+讷P；
©—A匕关于鸟的函数，由水封结构决定口水封器在工作时,各级水封之间的空气会在压差的作用下自动流动，并且疏水会不断地带进不凝结气体，从而影响每级水封里面的空气体积和有效
水头高度。
静态计算方法没有考虑上述过程，其计
算岀的水封器高度最少为4,294mo
*1A水封静态计算结果
第i级
H/m
P/Pa
1
3.506
38064
2
0.279
40855
3
L621
57064
4
4.294
100000
3动态分析法及公式推导
由公式（4）.（5）可以看出，若给定每级水封工
作时提供的水头&，则可反算该级水封空气的体积
（V/fV\）o若水封结构和工作环境一定，每级水封
的有效水头高度是由里面的空气膨胀或压缩决定
的■即卩小乂决定弟因此/寸于A水封，可通过调节每级水封气体膨胀前的体积来调节该级水封的有效高度，从而使每级水封的高度相当。
匕-匕皿勺討（人）（4）
pypz=V/=c（5）
式中内=（Pi.-PM）/n；
P产PJ込P；
e—的关于%的函数，由水封结构决定。
水封器在工作时,各级水封之间的空气会在压差的作用下自动流动，并且疏水会不断地带进不凝结气体，从而影响每级水封里面的空气体积和有效水头高度。
静态计算方法没有考虑上述过程，其计算出的水封器高度最少为4.294m。
A水封在假设条件下需要的总水头高度为9・7m,若每级水封能提供2.5m的有效水头就能满足要求。
假设水封器的高度H只有2.5m,静态计算方法得到第1级水封的高度为3.506m（见表1）,那么第1级水封内气体就有一部分流动至出口排岀，同理第4级水封内的气体也会有一部分流到第2级和第3级水封里;另外，疏水带进的不凝结气体
会经水封器进口逐级流动至出口。
上述过程使得每
级水封内气体的量与在给定水头（每级2・5m）条件
下反算法计算得到的体积相当。
由此可知,各级水封的最大高度之和若能满足总水头要求,则各级水封内的空气是会相互流动，自动调节的。
总结上述分析过程，水封器的高度可用以下公式来计算：
"=（心-几《）如+（0・5~1）/痒（6）
式中:
多级水封中每级水封管的高度,m；
Pm、PouL多级水封进口、出口的压力,MPa；多级水封中的水封级数；
系数（0.5~1）—富裕度（可忽略）。
由公式（6）算出的水封器高度约为2.5mo这样设计的多级水封器可以使每级水封的高度相当,充分利用了每级水封的有效高度。
4结论
本文分析了水封的工作原理，对A水封器髙度
采用了静态计算方法和动态分析方法进行了计算。
水封器工作时伴随着各级水封内空气相互流动及疏水带入不凝结气体过程，静态计算方法忽视了上述
过程，故计算得出的水封器高度偏大。
本文提岀的
公式基于动态分析方法，通过该公式设计的水封器,
高度有效系数大大提高，可为多级水封器的设计提
供参考°
在王程实际中，利用上述公式进行多级水封器
的高度设计时，首先应确保水封器进岀口参数与现
场工作参数相符，同时还要考虑疏水的气化率（与流速有关）。
轴加多级水封工作原理及操作注意事项多级水封是汽轮机轴封加热器的疏水部分轴封加热器系统如图：
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轴封加热器在运行时处于微负压状态，压力大约在6
kPa左右，与凝汽器真空压差约10m水柱，按照多级水封工作原理，此多级水封在工作时必须产生高于10
m水柱的阻力方可保证疏水畅通又能阻止空气漏人。
轴封加热器至凝汽器多级水封为4级水封（如图1），每级水封筒高约3m多级水封结构的分析，如图:
由于多级水封设计与实际运行有差异，导致多级水封内经常无水运行，我们经常采取节流多级水封出口手动门，以减少其前后压差，保证多级水封运行内水柱运行是稳定，保持轴加水位在300mn以上可以保证起到密封作用，如果多级水封设计量不足，可采取设计增加装水封筒或者在其出口加装手动门，采取节流的办法来调整压差。
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