某电厂低加疏水端差过高缺陷诊断方法与治理措施

摘 要 本文以诊断某电厂回热低压加热器系统运行中存在的疏水端差大的问题为例，深入剖析了导致回热加热器疏水端差增大的原因，并通过实施相应的技术改造，确保了低压加热器基本恢复到额定端差工况下运行。本文还对提效改造后的节能效果进行经济性分析。

关键词 疏水 端差 低温加热器 改造

中图分类号：TM311 文献标识码：A

Diagnosis and Management Measures of Low Plus

Hydrophobic End too High in a Power Plant

ZHU Zhenxing[1]， ZHANG Tie[2]， ZHAO Guodong[2]

（[1] Datang Changchun Third Power Plant， Changchun， Jilin 130103；

[2] Qinshan Nuclear Power Plant， Jiaxing， Zhejiang 314300）

Abstract In this paper， the diagnosis of a thermal power plant back to the low pressure heater system running a large difference in the presence of hydrophobic side issues， for example， in-depth analysis of the causes of Heater hydrophobic side difference increases， and by implementing appropriate technological innovation， to ensure that the low pressure heaters recovered to end poor conditions rated running. This paper also provides energy savings after the transformation of economic efficiency analysis.

Key words hydrophobic； end poor； low-temperature heater； reform

低温加热器是火电厂回热循环系统的重要设备之一，其投入率和健康状况对提高汽轮机的绝对内效率和热力系统的热经济性有着极其重要的作用。衡量加热器性能的主要指标有端差、给水温升、压降、端差等。某电厂汽轮发电机组系哈尔滨汽轮机有限公司生产的350MW汽轮机组，本汽轮机为亚临界、一次中间再热式、单轴两缸两排汽、单抽供热式机组。自投产以来，低压加热器疏水端差长期大于设计值，降低了加热器的效率，使机组热耗率和发电煤耗率上升。某电厂通过对不同工况下低温加热器历史运行数据和额定参数进行对比、分析，并结合低压加热器的解体检查，对低加疏水端差过高缺陷进行诊断，并采疏水冷却器结构改造等措施，使其疏水端差接近设计技术规范，提高了机组经济性，对逐步推广精细化管理，秉承价值思维和效益导向的现电企业具有十分重要的意义。

图1 加热器各传热区温度变化趋势

1 回热加热器端差的定义

某电厂使用的低温加热器为表面式换热器，卧式布置形式，传热区由过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段三部分组成，其个传热区温度变化趋势如图1所示。其中T11为加热器给水侧入口温度；T14为加热器给水侧出口温度；T21为加热器汽侧入口温度；T22为加热器汽侧蒸汽冷却段出口温度；T23为加热器汽侧入口压力下的饱和温度；T24为加热器汽侧凝结段饱和压力下的饱和温度；T25为加热器汽侧疏水温度；为防止加热器汽侧蒸汽冷却段蒸汽过早凝结，引起汽水两相流对管路造成冲击，T22温度要略高于T23。加热器给水侧出口温度T14与汽侧入口压力下的饱和温度T23之差称为给水端差，加热器汽侧疏水温度T25与为给水侧入口温度T11之差称为疏水端差。某电厂低温加热器给水端差设计值为2.8℃，疏水端侧设计值为5.6℃，根据历史采集数据显示该加热器给水端差基本接近设计值，因此下文只讨论加热器疏水端侧过高的原因及治理措施。

2 可导致回热加热器疏水端差过大的因素

该电厂机组低温加热器疏水冷却段由疏水冷却段管束、管束槽壳、疏水冷却段隔板等几部分组成。给水通过疏水冷却段管束与凝结段产生饱和水换热，进一步利用饱和水中的热量提高给水温度，降低疏水端差；管束槽壳将疏水冷却段管束包裹在内，形成独立的换热腔室，凝结水从槽壳一侧流入，与疏水冷却段管束进行对流换热后从另一侧流出；疏水冷却段隔板将疏水冷却腔室与加热器疏水出口隔离，确保凝结水经过管束槽壳换热后流出。根据换热器疏水冷却段结构特点分析，引起疏水端差过大原因如下：（1）低温加热器运行水位低于设计值，即低于疏水冷却段隔板，凝结段饱和蒸汽进入疏水冷却段，导致汽液两相混合流入管束槽壳，在传热系数极大降低的同时，部分汽化潜热在疏水冷却段释放，导致疏水温度大幅度增加，疏水端差增大；（2）低温加热器运行水位低于设计值，即高于疏水冷却段隔板，大量饱和凝结水未流经疏水冷却段管束槽壳与给水换热，而直接溢流到隔板出口侧，导致疏水温度升高，端差增大；（3）低温加热器疏水冷却段管束堵管率较高，换热面积减小，疏水过冷度降低，造成疏水端差增大；（4）管束槽壳接缝处密封不严，部分疏水未经入口流入管束槽壳，而是从接缝处短路流入管束槽壳，因换热距离减少导致疏水端差增大；（5）疏水冷却段隔板与加热器壳体脱焊，凝结段产生饱和水未流经疏水冷却段中的管束槽壳，直接从疏水出口管理流出，导致疏水温度大幅度增加，疏水端差增大。

3 某电厂低加疏水端差过高缺陷诊断

以某电厂5号低加为例，该加热器设计水位为270mm，疏水端差设计值为5.6℃，实际运行时各个负荷率运行工况下平均端差 为22.6℃，详细参数见表1（由于该厂机组常年运行负荷率在85%～50%区间内，因此本文未列举其它运行工况）：

通过表1可以看出，该厂5号低加运行水位长期超过设计值，通过上文可知，加热器疏水水位过高，疏水未经换热直接漫过疏水冷却段隔板直接流处疏水冷却端，会造成加热器疏水端差增大。为查明肯能导致疏水端差过高的其它原因，对该加热器进行解体检查，发现疏水冷却段包壳钢板接缝处存在多达19处漏焊部位，总漏焊接缝面积约为疏水冷却器入口的10%。根据上文可知包壳不严密，运行中饱和蒸汽或饱和水未经换热短路流出疏水段，会造成加热器疏水端差增大。

4 治理措施

（1）通过对加热器各个部件检查发现，该疏水冷却器包壳入口横截面积偏小，且入口处被管束固定管板遮挡，对进入疏水冷却器的疏水形成扰流，严重降低疏水排出量，可导致疏水水位过高，以此采取在疏水冷却器入口处扩大入口截面积的改造方式。（2）对疏水冷却段包壳钢板接缝处存在多达19处漏焊部位进行补焊，防止饱和蒸汽或饱和水未经换热短路流出疏水段，可有效增加汽侧疏水与水侧换热量，从而降低疏水端差。

5 治理后的经济效益分析

通过对该厂5号低温热网加热器已诊断出缺陷的治理，加热器疏水端差大幅度降低，各个负荷率运行工况下平均疏水端差 为10.4℃，更加接近设计值（见表2），加热器疏水水位过高的问题也得到很好的解决。由于该厂机组承担电网调峰任务，因此负荷波动较大，下面仅对加热器治理后的经济性进行估算：

加热器治理前后疏水端差变化值： = = 22.6℃10.4℃=12.2℃

表3 哈汽350WM供热机组加热器端差对机组热经济性影响

根据厂家提供的《哈汽350WM供热机组加热器端差对机组热经济性影响》可知（表3），5号低加疏水端差每偏离10℃，机组热耗增加1.18KJ/kW・h，则：

加热器治理前后热耗降低值为：（12.2℃℃）18KJ/kW・h=1.44 KJ/kW・h。已知该厂2012年加热器改造机组发电量138271万kW・h，标煤发热量29271KJ/Kg，则以2012年发电量估算改造后全可节约标准煤为：138271万kW・h44 KJ/kW・h271KJ/Kg=68吨。

6 保证加热器正常运行的措施

对该厂加热器进行治理后，疏水端差虽然与改造前相比以大幅度下降，但仍然偏离设计值，为继续降低加热器疏水端差，在今后的运行和检修过程中将采取以下措施：（1）在低温加热器启动和运行过程中，及时、正确开启低温加热器汽动排气和连续排气门，避免因未能正确排气，导致加热器换热效率降低；（2）尽量提高低温加热器抽气过热度，防止抽气在蒸汽冷却段过早凝结对管束造成冲击，严重影响运行可（下转第52页）（上接第33页）靠性和经济性；（3）将低温加热器打压查漏和除垢冲洗列为“逢停必检”项目，充分利用机组各类停运时机进行加热器查漏和冲洗，避免管束泄漏和传热系数下降；（4）低温加热器启停时，严格按照运行规程合理控制加热器温度变化速度，防止加热器管板和管束由于较大热应力产生形变，导致管板和管束损坏；（5）加强低温加热疏水调整门的日常维护，确保低温加热器自动水位调节及时、精确，杜绝出现水位严重偏离设计值情况的发生；（6）实时检测给水pH值和含氧量变化，避免出现换热管束表面结垢或腐蚀的情况，当加热器管束结构严重，水冲洗无法清理时，及时采用酸洗办法予以解决，防止管束堵死，当堵管率超过设计值时，应更换新的加热器或换热管束。（7）应制定详细的检修作业标准和检修工艺标准，确保在检修中及时发现并消除管束、管束槽壳、隔板、管板的缺陷，防止给水和疏水短路情况的发生，保证加热器给水端侧和疏水端侧在合理范围内。

7 结论

通过对某厂低加疏水端差过高原因的分析与处理，疏水端差过高的问题得到了较好的解决。本文所提到的诊断方法和治理措施有着广泛的实用性，值得在遇到相同问题的同类型机组推广。

参考文献

[1] 于庆录，赵金峰，李业盛等.300MW机组低加疏水不畅的原因分析和治理.清全国火电300MW级机组能效对标及竞赛第三年论文集：5-9.