摘要：介绍了新疆地区某电厂2×125MW抽汽供热机组厂区热网首站疏水回收的改造。解决了热网首站换热器泄漏、调节控制难、检修维护量大，方案实施后节电、节能效果明显，调节效果好和简单，具有一定的借鉴价值。
关键词：厂区热网首站；疏水回收；改造
一．改造前存在问题及分析
新疆地区某电厂2×125MW机组，承担着开发区的工业热负荷和居民采暖供热，采暖面积近400万平方米。为了确保采暖供热万无一失，防止机组加热器故障和低负荷保证热网供水温度正常，在厂区设置了热网首站，布置两台卧式汽水管式换热器。技术参数：设计压力1.5MP a，温度300。C，介质蒸汽，最高工作压力0.78-1.27 MP a，管程1.75 MP a，管程温度150。C，换热器面积560M2，水流量1500t/h,热网水温入口80。C，出口130。C。配置两台疏水泵，出力300m3/h,功率140KW，扬程100m。整个热网一次供水管线，在厂区设置三台热循泵，两运一备，每台循环出力1500t/h，供水压力0.6-0.8 MP a。两台机组各有两台主加和尖加换热器，加上厂区热网首站两台换热器总计6台换热器。热网首站换热器汽源取自#1、2机三抽工业抽汽Φ820和Φ720管线，供汽压力0.78-1.27MP a。由于这两年住宅小区急剧增加，采暖热负荷大幅度增加；以及本地区冬季电负荷相对变少，峰谷差变大等因素；热网首站投运量大，成为调节热网供水温度的主力换热器。
改造前运行方式：换热器进汽电动门节流调节，控制热网供水温度，疏水泵运行，用疏水至高除回收水门控制疏水泵正常运行，防止疏水泵运行不稳定或汽化。自投运后暴露以下问题：1、因为调节频繁，换热器采用进汽调节，汽水容积变化大，进汽流速快，热冲击剧烈，钢管泄漏率高。泄漏后水质不合格，无法回收，大量外排至冷却塔，造成工质损耗大、热量损失大；检修工作量大，投入人力多进行堵漏，管子堵漏多，降低换热器效率，达不到设计热交换能力；2、疏水回收至高除，造成高除和疏水管道振动大，管道法兰经常泄漏，更换垫子频繁；3、疏水泵配置了两台140KW电机，扬程为100M，一运一备。由于未采用变频，功耗大，控制热网供水温度差，操作频繁。
针对上述原因逐个分析：换热器钢管泄漏，原因是采用汽侧调节出口温度，造成进入换热器参数变化幅度大，进入换热器的蒸汽流速快，对管子热冲击及冲刷剧烈，以及该换热器为主力调温换热器，经常调节管子膨胀收缩频繁，是泄漏增加的主要原因；其次高除和疏水管道振动大，是由于疏水管道弯管多，逆止门设置不合理及不严，以及由于频繁操作，疏水量变化大等因素，是造成管子及附件振动的主要原因；最后疏水泵未采用变频，功耗大，由于疏水回收至高除，克服管道阻力大，所需的扬程高，能耗大。调节效果相对粗糙，控制温度不精确，造成极不经济，也满足不了热网供水温度的要求。另外疏水泵汽蚀调节运行，工作环境恶劣，检修维护量大。
二. 改造方案及实施
改造方案的确定：通过论证和比较，大胆提出利用换热器疏水管将泵的进出口短接，另一台保留。将去高除的疏水管道改至接入低除除氧塔，作为一路汽源加热低除的除盐水温度。为防止疏水温度过高，在至低除疏水回收水门后接入一路除盐水管。运行时，全开换热器的进汽，利用静压差水侧控制疏水流量，精确控温，来满足热用户的要求。该方法简单，实施方便。
改造后运行方式：换热器水侧投入正常后，开换热器进汽管电动门前疏水，稍开换热器进汽电动门，汽侧水位计有水位时，缓慢打开疏水直排冷却塔阀，开换热器疏水至低除回收门前疏水，视出口温度缓慢开换热器进汽电动门，在换热器水位2/3左右全开进汽电动门，换热器进汽压力升至0.8-1.0MPa工作压力稳定运行。利用水侧疏水至低除回收水门阀门开度大小，控制换热器的热交换，保证一次管网的恒定供水温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正常投入后，关闭疏水直排冷却塔阀及疏水门，稍留进换热器电动门前疏水。冬季运行由于电负荷峰谷差大及电负荷委缩，机组换热器无法正常满足热网供水温度的需要和稳定，热网首站换热器成了弥补和稳定供水温度的主力热器。
三.改造后的效果及经济分析
改造后对上述三个暴露问题均获得很好的解决。问题1解决：投运后，未发生钢管泄漏。采用变水位运行，控制疏水至低除回收水门，通过水位变化改变换热器的面积，精确控温，热网供水温度稳定性大大提高。虽然换热器频繁调节，但彻底改变了换热器进汽侧调节的模式。改造后，采用水侧调节，汽水发生热冲击可能性变小，换热器的汽水容积变化稳定，换热器进汽流速相对变慢，使得换热器钢管膨胀收缩变化趋缓，钢管不再发生泄漏。问题2解决：疏水改造接至低除后，疏水单相流动，减少了冲击，由于静压差大，进入换热器蒸汽压力＞0.8 MP a，低除除氧塔压力0.118MP a，在疏水变化时，仍具有很好的流动性，在弯管处不易积水，彻底消除了疏水管道在运行中的振动问题。另外，防止对低除冲击，在疏水至低除回收水门后接入一路除盐水管，以降低疏水管温度。问题3解决，疏水回收不采用疏水泵运行和调整。大大节约供热厂用电量及检修维护成本。
经济分析：1、通过测算，每年冬季，两台换热器泄漏平均每台泄漏两次，每次检修成本1000元，节约资金4000元。由于泄漏工质损失为每次8小时×4×50吨=1600吨，除盐水成本1600×1.3元=2080元。损失热耗值△Q=D×h =1600吨×0.546(焓)=873.6GJ，折合标煤约30吨。折算成本约为30×(29271 /21000)×165元=6900元。2、由于管道振动造成法兰垫子泄漏，被迫更换，每年需三次。每次检修费用200元，合计600元，每次疏水不回收3小时，总计9小时。9小时×50吨=450吨，除盐水成本450×1.3元=585元。损失热耗值△Q=D×h =450吨×0.546(焓)=245.7GJ，折合标煤约8.4吨。折算成本约为8.4×(29271 /21000)×165元=1932元。3、由于热网首站在整个冬季采暖期间180天，需投运100天。总计节电量：80KW×24小时×100天=19.2万度电，成本为192000×0.23元=44160元。疏水泵每年检修维护成本约为1500元。总计节约成本为4000元+2080元+6900元+600元+585元+1932元+44160元+1500元=61757元。另外，大大提高供热温度的稳定性，减轻了运行人员的负担，相对提高了换热器的换热效率(堵管后换热器效率低)，获得了很好的综合社会效益。
四.需注意的问题
投运和使用后仍需注意以下问题：1、采用水侧调节一次管网的供水温度时，应注意热网一次水通过换热器的流量，在调节时，应缓慢，切忌造成换热器出口温度超过热网水压力对应下的饱合温度，否则会照成换热器管束强烈振动。实践确定，根据热网水压力0.6 MP a，换热器出口水温不大于135°C，是安全和可靠的。2、假设换热器管束泄漏，由于水侧和汽侧压力接近，或水侧压力比汽侧压力略低，这样一次水漏水随疏水一起回收，汽水连续取样可监测水质变化情况。因此不会产生水侧大量泄漏返至供汽管道，造成对供汽管道的破坏。3、按设计疏水回收至高除，回收至混合温度点最小的地方，以减少了不可逆温损。疏水改造至低除，不可逆温损变大，使疏水能量品质利用在一程度上有削弱。
参考文献：
[1]靖长财,张健.超(超)临界供热机组热网加热器疏水回收方案分析[J].电站辅机,2015,36(3):18-21.
[2]刘博,李晓忠,张晶.热网加热器疏水回收方式的优化分析[J].热电技术,2016(1):4-6.
[3]郭强.350MW超临界供热机组热网疏水系统优化[J].中国新技术新产品,2015(18):106-106.
论文作者:宋庆成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：疏水论文; 换热器论文; 温度论文; 首站论文; 管道论文; 机组论文; 水门论文; 《电力设备》2018年第27期论文;