關(guān)于提高電廠化學(xué)水汽采樣架冷卻效果的探索與實(shí)踐

楊惠玲

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.019

摘 要：隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，火電機(jī)組的參數(shù)不斷提高，對(duì)水汽品質(zhì)的要求越來越高，作為水汽品質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控的重要設(shè)備水汽采樣架的冷卻效果，是影響監(jiān)控及水質(zhì)調(diào)整的重要因素，如水樣溫度過高，不僅測(cè)定數(shù)據(jù)誤差較大，還會(huì)造成水汽在線儀表的高溫?fù)p壞，且因高溫高壓蒸汽的沖蝕，會(huì)造成高壓閥門頻繁內(nèi)漏，更換頻次較高，侯馬熱電水汽采閥門均為進(jìn)口不銹鋼閥，價(jià)位較高，維護(hù)量及費(fèi)用都較高。本論文提出通過增加一級(jí)預(yù)冷卻裝置，定期清理板式冷卻器來提高冷卻效果，以達(dá)到節(jié)省維護(hù)量及生產(chǎn)費(fèi)用的目的，同時(shí)保證在線儀表的正常運(yùn)行及指示準(zhǔn)確，保證水汽品質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：提高 采樣架 冷卻 效果 探索

中圖分類號(hào)：TM621.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（a）-0019-003

侯馬熱電機(jī)組投產(chǎn)兩年多來，在投運(yùn)的一年之內(nèi)，化學(xué)水汽采樣架冷卻效果能夠滿足運(yùn)行需要，一年之后，特別是夏季，冷卻效果有所降低，水汽在線儀表運(yùn)行條件較為惡劣，嚴(yán)重時(shí)影響到指示的準(zhǔn)確性和表計(jì)的安全性；且水汽一次高壓閥因高溫高壓蒸汽沖蝕，多次內(nèi)漏更換，每年平均更換8個(gè)高壓閥門，且必須在機(jī)組停運(yùn)期間處理。機(jī)組運(yùn)行時(shí)不處理還在較大的安全隱患，損壞儀表，運(yùn)行人員的安全性受到威脅，為了解決上述問題，在進(jìn)行了多方調(diào)研后，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了認(rèn)真的分析，決定進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

1 原水汽采樣系統(tǒng)情況說明

侯馬熱電化學(xué)水汽采樣系統(tǒng)為連續(xù)取樣，具備在線儀表分析和人工取樣分析的條及。分析相關(guān)水汽品質(zhì)，顯示、記錄相關(guān)參數(shù)和曲線，并對(duì)檢測(cè)對(duì)象的異常工況進(jìn)行報(bào)警。裝置應(yīng)具有樣水超溫、樣水?dāng)嗔?、冷卻水?dāng)嗔鞯淖詣?dòng)隔離保護(hù)措施，并聲光報(bào)警，信號(hào)送到汽水取樣及加藥PLC控制系統(tǒng)，高溫高壓架與儀表屏分開布置，布置在不同的房間。儀表屏下設(shè)人工取樣槽。

減壓器出口樣品水額定流量：1500～2000mL/min。

減壓器出口樣品水壓力：0.5～0.8MPa。

冷卻器出口樣品水溫度：≤25℃～36℃。

恒溫裝置出口樣品水溫度：（25±1）℃。

低壓樣品管路系統(tǒng)選用不銹鋼管。

冷卻器采用浸液型不銹鋼冷卻器。

減壓閥采用進(jìn)口不銹鋼減壓閥。

高溫高壓閥門的閥口和閥尖應(yīng)選用耐高溫高壓的合金鋼。高壓閥采用進(jìn)口閥。

高溫架排放水母管應(yīng)設(shè)冷卻器，其冷卻后水溫應(yīng)達(dá)到排放要求。

高溫架冷卻水進(jìn)水母管上設(shè)置靶式流量控制器，當(dāng)冷卻水?dāng)嗔鲿r(shí)能將信號(hào)送至精處理PLC及儀表屏光子盤并進(jìn)行聲光報(bào)警。

裝置應(yīng)設(shè)有供電用的配電箱或配電柜，并有自動(dòng)空氣開關(guān)。每一儀表應(yīng)裝設(shè)分路開關(guān)并應(yīng)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置。

高溫高壓樣水管應(yīng)設(shè)置安全閥。

恒溫裝置采用機(jī)械式全系統(tǒng)恒溫裝置，恒溫裝置的壓縮機(jī)采用進(jìn)口設(shè)備。全系統(tǒng)恒溫裝置應(yīng)能保證pH測(cè)量?jī)x表的精確度。

2 改進(jìn)方案

根據(jù)以上設(shè)備情況，我們計(jì)劃采用以下方法給予改進(jìn)，以解決高壓閥門沖蝕內(nèi)漏的問題、冷卻效果保持時(shí)間較短問題，清洗工作量較大及安全運(yùn)行等問題。

2.1 對(duì)水汽板式換熱器進(jìn)行定期清洗

侯馬熱電機(jī)組投運(yùn)已兩年多，循環(huán)水質(zhì)為侯馬市城市污水經(jīng)生物、石灰深度處理后水質(zhì)，水質(zhì)較差，懸浮物較多，水汽采樣板式換熱器的循環(huán)水側(cè)易有泥渣沉積。經(jīng)2017年機(jī)組停運(yùn)期間進(jìn)行換熱器解體檢查，情況和分析的相符，板面上的瘀泥厚度平均1.5mm厚，循環(huán)水流通量受到很大的減少，今年春季時(shí)也現(xiàn)有采樣架溫度達(dá)35℃以上，析換熱器表面發(fā)燙，根本原因就在于此。經(jīng)過高壓水的沖洗清理后回裝，投運(yùn)后運(yùn)行恢復(fù)正常，水樣冷卻效果達(dá)剛投產(chǎn)時(shí)水平。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況，我們將把換熱的定期清洗列為每次大、中、小修的必修項(xiàng)目，每年安排一次清洗工作，做到提前控制，確保水汽采樣架冷卻效果正常。

2.2 在采樣架高壓閥前增加預(yù)冷卻裝置

為了進(jìn)一步提高冷卻效果，減少一次高壓閥門的沖蝕，計(jì)劃在采樣架高壓閥前增加預(yù)冷卻裝置。理論上，高溫高壓蒸汽經(jīng)一次預(yù)冷卻后，溫度及壓力都有大幅降低，能有效降低高壓閥門的沖蝕。具體改造方案如下。

2.2.1 目的

由于高溫高壓閥門材料均采用不銹鋼材料制作，不銹鋼材料在350℃以上時(shí)均會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度下降，如果高溫高壓樣水直接進(jìn)入高壓閥，取樣裝置上進(jìn)口高壓閥或國(guó)產(chǎn)高壓閥均會(huì)出現(xiàn)閥門損壞或泄漏現(xiàn)象，造成維護(hù)工作量大和維護(hù)費(fèi)用高。

在水汽取樣裝置前設(shè)置預(yù)冷裝置，將高溫高壓樣品先引入預(yù)冷裝置，預(yù)冷卻后再進(jìn)入水汽取樣裝置一次門、二次門。可使高溫高壓樣樣品溫度降至100℃左右，能減輕對(duì)高壓閥的沖蝕，延長(zhǎng)高壓閥的使用壽命。維護(hù)率可降低至原來的20%～30%。

預(yù)冷裝置采用GN01A型冷卻器對(duì)樣品單獨(dú)冷卻，不采用大水箱式預(yù)冷方式（將冷卻盤管浸入大水箱內(nèi)），GN01A冷卻器盤管采用φ12×3不銹鋼管，總長(zhǎng)9.5m，熱交換面積達(dá)到0.32m2，可將650℃的蒸汽冷卻到100℃左右的水，由于樣水管壁厚3mm，所以它能承受樣水與冷卻水之間很高的溫差，使用壽命長(zhǎng)。預(yù)冷裝置冷卻利用原降溫架冷卻水回水，不需再增加冷卻水。

同時(shí)，經(jīng)過預(yù)冷后，樣水溫度可降到100℃左右，再經(jīng)過降溫架的兩級(jí)冷卻以及恒溫，樣水溫度可冷卻到25±1℃，完全能滿足儀表測(cè)量的要求。

2.2.2 技術(shù)參數(shù)

（1）預(yù)冷架。外形尺寸：1650×600×1600mm；運(yùn)行荷重：800kg；冷卻水：利用水汽取樣裝置降溫架冷卻水出口水；樣水進(jìn)口管：Ф12×3，1Cr18Ni9Ti；樣水出口管：Ф12×2，1Cr18Ni9T；冷卻水管：Ф89×4，1Cr18Ni9T。

（2）預(yù)冷卻器（見表1）。

2.2.3 設(shè)備清單

設(shè)備清單見表2。

2.2.4 實(shí)踐情況

該方案經(jīng)在多個(gè)電廠實(shí)施達(dá)到了預(yù)期的效果，每年可節(jié)省檢修費(fèi)用12萬元，其潛在的安全效益更大，我們將在本廠予以實(shí)施。

為了延長(zhǎng)水汽采樣架的換熱周期，減少對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響，減輕維護(hù)人員的工作量，建議每臺(tái)機(jī)組增加一套板式換熱器，采用兩用一備方式運(yùn)行，冷卻面積擴(kuò)大了一倍，可以在運(yùn)行狀態(tài)下清洗備用設(shè)備，可解決必須機(jī)組停運(yùn)才能清洗的問題。

對(duì)循環(huán)水進(jìn)行物理凈化處理。因循環(huán)水懸浮物多且沒有排污口，如果能對(duì)循環(huán)水增加旁路過濾裝置，經(jīng)過機(jī)械式過濾器可逐漸減少循環(huán)水對(duì)換熱器的污堵，延長(zhǎng)清洗周期。

上述4點(diǎn)技術(shù)改進(jìn)方案在該廠已得到實(shí)施的為一項(xiàng)，其余三項(xiàng)在其他電廠均有不同程度的應(yīng)用，均達(dá)到了預(yù)期的效果。我們將在本廠積極推動(dòng)盡快予以實(shí)施，力促上述技改的早日得以應(yīng)用，以確保機(jī)組水汽品質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度減少維護(hù)量，同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用，提高水汽采樣系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

3 經(jīng)濟(jì)效益情況

經(jīng)上述改造后，可節(jié)約設(shè)備檢修及維護(hù)費(fèi)用約20萬元。具體核算見表3。

4 推廣情況

上述水汽采樣架的相關(guān)改造方案在各兄弟電廠已相繼得以不同程度的實(shí)施，均取得了良好的效果，對(duì)化學(xué)監(jiān)督工作起到了較好的促進(jìn)和保證作用，可以進(jìn)行推廣使用，且年數(shù)越多，其經(jīng)濟(jì)效益越顯著，減省了維護(hù)檢修費(fèi)用，減了檢修人員的維護(hù)及檢修工作量，提高了水汽采樣架的運(yùn)行安全性、可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 聞人勤，丁桓如，杜方正，等.發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水銅導(dǎo)線腐蝕的原因及影響因素分析[J].華北電力技術(shù)，2003（3）：15-17.

[2] 肖作善.熱力發(fā)電廠水處理[M].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

[3] 河南省電力公司.火電工程調(diào)試技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.endprint