熱電廠(chǎng)回熱系統技術(shù)改造措施

 一、 前言

汽輪機采用回熱加熱系統是提高機組運行經(jīng)濟性的重要手段之一?；責峒訜嵯到y的運行可靠性和運行性能的優(yōu)劣，直接影響整套機組的運行經(jīng)濟性。隨著(zhù)火力發(fā)電廠(chǎng)機組向大容量高參數發(fā)展，高壓加熱器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)高加)承受的給水壓力和溫度相應提高；在運行中還將受到機組負荷突變、給水泵故障、旁路切換等引起的壓力和溫度的驟變，這些都會(huì )給高加帶來(lái)?yè)p害。為此，除了在高加的設計、制造和安裝時(shí)必須保證質(zhì)量外，還要在運行維護等方面采取必要的措施，才能確保高加的長(cháng)期安全運行。

二、存在的問(wèn)題

為了確保熱電廠(chǎng)的安全經(jīng)濟滿(mǎn)發(fā)，各高加均應投入運行。如因故障必須停用高加時(shí)，應按照制造廠(chǎng)規定的高加停用臺數和負荷的關(guān)系，或根據汽輪機抽汽壓力來(lái)確定機組的允許最大出力。我廠(chǎng)高加在實(shí)際運行中存在的主要問(wèn)題如下。

2.1 管子及管子與管板的泄漏

管子及脹口泄漏，是我廠(chǎng)高加存在的普遍問(wèn)題。我廠(chǎng)一期共有三臺高加其中兩臺高加運行溫度達不到設計運行參數一般加熱溫度130℃(設計溫度參數為150℃)熱電廠(chǎng)l#、2#高加漏管率達20％以上，3#高加漏管也嚴重，(3#高加更換管束后運行穩定不再漏管)。且普遍有停運后再啟動(dòng)時(shí)漏管現象。目前熱電廠(chǎng)一般處理辦法是在檢修中查漏后加堵，這樣，在未完全明了泄漏是脹口漏還是管子本身泄漏的情況下，就會(huì )使原應加以補焊的管子都被堵死。

2.2 高壓加熱器裝置密封設計不佳

熱電廠(chǎng)高壓加熱器是采用自密封，由于長(cháng)期運行高壓加熱器密封間隙處發(fā)生泄漏。據熱力試驗數據，其最終水溫比3號高加出口水溫度低10℃左右，檢修后投運后，給水溫度明顯提高，但運行后不久即回復到原數值。檢修中發(fā)現，其密封被水沖刷成坑洼嚴重，沒(méi)有修復的意義。

2.3疏水系統自動(dòng)不能投用

熱電廠(chǎng)一期機組1號、2號高加，疏水自動(dòng)不能投用，也常低水位運行，或經(jīng)常性無(wú)水位運行，振動(dòng)較大，疏水管沖刷嚴重，其碳鋼彎頭頻繁被沖壞。

2.4水位計及水位訊號裝置不能正常運行

水位計不能正常運行是熱電廠(chǎng)普遍存在的問(wèn)題，幾乎不能投用。熱電廠(chǎng)1#、2#高加自投運以來(lái)一直正常運行，電接點(diǎn)投運后不久即壞，看不準。熱電廠(chǎng)對水位計采用磁反板水位計技術(shù)，并進(jìn)行了改進(jìn)，運行效果也不理想。

2.5水側保護不可靠

熱電廠(chǎng)高加危急疏水管道上一次門(mén)為手動(dòng)，電動(dòng)閥不能正常運行，所以，拆除了電動(dòng)閥，運行中無(wú)法檢修危急疏水閥。
三、 處理對策

針對上述我廠(chǎng)高加普遍存在的問(wèn)題，加以歸納總結，提出以下的針對性措施。

3.1 關(guān)于鋼管及脹口泄漏 ’

脹口泄漏主要原因可歸結為不合理的結構和工藝設計、脹接和焊接質(zhì)量不良及不適當的運行操作方式。而管子本身泄漏，除了管材質(zhì)量外，主要是沖蝕、腐蝕及振動(dòng)等原因。

我廠(chǎng)對1#、2#高加的殼體、管束進(jìn)行更換，同時(shí)增大換熱面積，但是高加的鋼管及脹口的泄漏與運行的方式和操作方式有重要的關(guān)系，因而對運行工況的控制和操作中的維護顯得十分重要。針對沖蝕和振動(dòng)引起的管束損壞應采取以下對策：

3.1.1在任何情況下，為避免管束中焊縫受到較大的熱應力沖擊，啟動(dòng)速度不能太快，應控制單臺加熱器的給水溫升小于5℃／min溫降小于2℃／min。

3.1.2應避免低水位和無(wú)水位運行，防止疏水調節閥開(kāi)度過(guò)大，而在疏水冷卻段內引起閃蒸和汽水兩相流。


3.1.3要監視和控制高加的熱力參數，以防沖刷管束并激發(fā)振動(dòng)。

3.1.4 對于已發(fā)現的管束泄漏，應及早停用檢修，防止繼發(fā)性沖蝕。

3.1.5應嚴格控制給水晶質(zhì)，包括含氧量、pH值等防止腐蝕。對無(wú)銅的系統pH值應控制在9.2～9.8，含氧量應不大于15ug／1。

3.2 關(guān)于高加疏水系統

解決高加疏水系統的三大通病——“堵塞、振動(dòng)及磨損是確保高加安全運行、提高高加投入率的重要因素。尤其三大通病之根源，都是由于高加疏水會(huì )產(chǎn)生兩相流體的流動(dòng)。據有關(guān)資料介紹，當流體從單相流轉為兩相流時(shí)，流體流速會(huì )擴大20倍以上，阻力成倍增長(cháng)。運行中應注意以下問(wèn)題。

3.2.1維持高加運行的正常水位，是保證高加正常運行的重要條件。水位過(guò)低或無(wú)水位運行，對高加的經(jīng)濟安全運行造成很大危害。當無(wú)水位運行時(shí)，蒸汽通過(guò)高加的汽側進(jìn)入疏水管道，從而使部分高參數的蒸汽成了較低參數的蒸汽，降低了回熱效果，而蒸汽夾帶水珠流經(jīng)管束尾部，特別對疏水冷段管束沖蝕危害甚大。另外，這兩相流體還會(huì )嚴重沖刷疏水管道及其附件，并產(chǎn)生振動(dòng)，尤其對疏水管彎頭及疏水調節閥損害較大。因此，應禁止長(cháng)期無(wú)水位運行。我廠(chǎng)對高加疏水系統進(jìn)行了改造，采用新型疏水調節裝置，采用汽水混合調節閥，混合調節閥內芯采用不銹鋼材料。

3.2.2對熱工系統進(jìn)行了改造，熱工自動(dòng)調節能滿(mǎn)足各種運行工況，保證了調節性能，提高自動(dòng)投入率，而運行人員應加強監督，一旦疏水自動(dòng)調節裝置不能自動(dòng)維持水位時(shí)，應手動(dòng)調節維持。

3.2.3減緩對疏水管道彎頭的沖蝕。對現存的疏水管道特別是彎頭的沖蝕損害，可將調節閥后的管道和全部疏水管的彎頭壁加厚，用不銹鋼彎頭代替碳鋼彎頭，做到定期檢查及時(shí)更換。
3.3 高加的啟停

由于機組采用壓力法額定參數啟停，熱電廠(chǎng)一期蒸汽系統和給水系統采用的是母管制，高加進(jìn)汽源由原來(lái)的機組抽汽改為從機組的背壓管道接一路汽源(背壓0.98MPa)，故高加可以不隨同機組同時(shí)啟停。高加可以隨時(shí)啟動(dòng)，負荷逐漸增加，壓力、流量及加熱器水溫是逐漸上升的，金屬的溫升可控制在較小范圍內，減少了管系與管板的溫差，可避免管系脹口松弛和管系膨脹不均而引起的漏泄。

當然高加啟停中水位不易控制，一旦管系泄漏操作比較緊張。其中重要的是溫升、溫降率的的熱應力。根據經(jīng)驗，通常以出口水溫的變化為判斷依據。高壓加熱器廠(chǎng)家建議溫升不大于3 ～5℃／min，溫降不大于2℃／min，規定把溫降限制值小于溫升值，是由于停用時(shí)，總是先停汽源，而給水仍通過(guò)加熱器，此時(shí)管壁溫度高于給水溫度，較冷的給水流經(jīng)管子，使管子首先冷卻收縮，容易在管子和管板的結合面上造成破壞。因此在運行中不僅要重視溫升速度，也不能忽視對溫降率的控制。

改造前與改造后的參數比較：
 

四、經(jīng)濟效益

4.1兩相自調節液位疏水器和增加換熱面積后，給水溫度可由130℃提高至145℃，解決了加熱器殼程無(wú)水運行的問(wèn)題，并且使疏水系統的壽命大大提高，提高了加熱器出口水溫，能降低標準煤耗約4克／度，節能顯著(zhù)。一期機組年發(fā)電1．2億度左右，考慮煤價(jià)上漲因素，每年節約煤上千噸，年可節約32．4萬(wàn)元，采用疏水器，延長(cháng)使用壽命，安全可靠，減少維護和檢修費用，能降低生產(chǎn)成本。年減少材料及檢修費用2.1萬(wàn)元

4.2用高加水位電動(dòng)保護裝置，對高加及機組意義重大，可預防高加爆管及機組進(jìn)水事故，折算經(jīng)濟效益16萬(wàn)元。

所以，總計經(jīng)濟效益為50．5萬(wàn)元，減去設備每年折舊費約5萬(wàn)元，綜上所述年可刨效益45．5萬(wàn)元。

由此可見(jiàn)，高加運行對機組負荷和經(jīng)濟性的影響是很大的。因此，通過(guò)以上的措施對策，可提高熱電廠(chǎng)對高加投用的重視，從而提高熱電廠(chǎng)運行的經(jīng)濟效益。