朱振興+張鐵+趙國棟

摘 要 本文以診斷某電廠回熱低壓加熱器系統(tǒng)運行中存在的疏水端差大的問題為例，深入剖析了導(dǎo)致回熱加熱器疏水端差增大的原因，并通過實施相應(yīng)的技術(shù)改造，確保了低壓加熱器基本恢復(fù)到額定端差工況下運行。本文還對提效改造后的節(jié)能效果進行經(jīng)濟性分析。

關(guān)鍵詞 疏水 端差 低溫加熱器 改造

中圖分類號：TM311 文獻標識碼：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

低溫加熱器是火電廠回熱循環(huán)系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，其投入率和健康狀況對提高汽輪機的絕對內(nèi)效率和熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性有著極其重要的作用。衡量加熱器性能的主要指標有端差、給水溫升、壓降、端差等。某電廠汽輪發(fā)電機組系哈爾濱汽輪機有限公司生產(chǎn)的350MW汽輪機組，本汽輪機為亞臨界、一次中間再熱式、單軸兩缸兩排汽、單抽供熱式機組。自投產(chǎn)以來，低壓加熱器疏水端差長期大于設(shè)計值，降低了加熱器的效率，使機組熱耗率和發(fā)電煤耗率上升。某電廠通過對不同工況下低溫加熱器歷史運行數(shù)據(jù)和額定參數(shù)進行對比、分析，并結(jié)合低壓加熱器的解體檢查，對低加疏水端差過高缺陷進行診斷，并采疏水冷卻器結(jié)構(gòu)改造等措施，使其疏水端差接近設(shè)計技術(shù)規(guī)范，提高了機組經(jīng)濟性，對逐步推廣精細化管理，秉承價值思維和效益導(dǎo)向的現(xiàn)代發(fā)電企業(yè)具有十分重要的意義。

圖1 加熱器各傳熱區(qū)溫度變化趨勢

1 回熱加熱器端差的定義

某電廠使用的低溫加熱器為表面式換熱器，臥式布置形式，傳熱區(qū)由過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段三部分組成，其個傳熱區(qū)溫度變化趨勢如圖1所示。其中T11為加熱器給水側(cè)入口溫度；T14為加熱器給水側(cè)出口溫度；T21為加熱器汽側(cè)入口溫度；T22為加熱器汽側(cè)蒸汽冷卻段出口溫度；T23為加熱器汽側(cè)入口壓力下的飽和溫度；T24為加熱器汽側(cè)凝結(jié)段飽和壓力下的飽和溫度；T25為加熱器汽側(cè)疏水溫度；為防止加熱器汽側(cè)蒸汽冷卻段蒸汽過早凝結(jié)，引起汽水兩相流對管路造成沖擊，T22溫度要略高于T23。加熱器給水側(cè)出口溫度T14與汽側(cè)入口壓力下的飽和溫度T23之差稱為給水端差，加熱器汽側(cè)疏水溫度T25與為給水側(cè)入口溫度T11之差稱為疏水端差。某電廠低溫加熱器給水端差設(shè)計值為2.8℃，疏水端側(cè)設(shè)計值為5.6℃，根據(jù)歷史采集數(shù)據(jù)顯示該加熱器給水端差基本接近設(shè)計值，因此下文只討論加熱器疏水端側(cè)過高的原因及治理措施。

2 可導(dǎo)致回熱加熱器疏水端差過大的因素

該電廠機組低溫加熱器疏水冷卻段由疏水冷卻段管束、管束槽殼、疏水冷卻段隔板等幾部分組成。給水通過疏水冷卻段管束與凝結(jié)段產(chǎn)生飽和水換熱，進一步利用飽和水中的熱量提高給水溫度，降低疏水端差；管束槽殼將疏水冷卻段管束包裹在內(nèi)，形成獨立的換熱腔室，凝結(jié)水從槽殼一側(cè)流入，與疏水冷卻段管束進行對流換熱后從另一側(cè)流出；疏水冷卻段隔板將疏水冷卻腔室與加熱器疏水出口隔離，確保凝結(jié)水經(jīng)過管束槽殼換熱后流出。根據(jù)換熱器疏水冷卻段結(jié)構(gòu)特點分析，引起疏水端差過大原因如下：（1）低溫加熱器運行水位低于設(shè)計值，即低于疏水冷卻段隔板，凝結(jié)段飽和蒸汽進入疏水冷卻段，導(dǎo)致汽液兩相混合流入管束槽殼，在傳熱系數(shù)極大降低的同時，部分汽化潛熱在疏水冷卻段釋放，導(dǎo)致疏水溫度大幅度增加，疏水端差增大；（2）低溫加熱器運行水位低于設(shè)計值，即高于疏水冷卻段隔板，大量飽和凝結(jié)水未流經(jīng)疏水冷卻段管束槽殼與給水換熱，而直接溢流到隔板出口側(cè)，導(dǎo)致疏水溫度升高，端差增大；（3）低溫加熱器疏水冷卻段管束堵管率較高，換熱面積減小，疏水過冷度降低，造成疏水端差增大；（4）管束槽殼接縫處密封不嚴，部分疏水未經(jīng)入口流入管束槽殼，而是從接縫處短路流入管束槽殼，因換熱距離減少導(dǎo)致疏水端差增大；（5）疏水冷卻段隔板與加熱器殼體脫焊，凝結(jié)段產(chǎn)生飽和水未流經(jīng)疏水冷卻段中的管束槽殼，直接從疏水出口管理流出，導(dǎo)致疏水溫度大幅度增加，疏水端差增大。endprint

3 某電廠低加疏水端差過高缺陷診斷

以某電廠5號低加為例，該加熱器設(shè)計水位為270mm，疏水端差設(shè)計值為5.6℃，實際運行時各個負荷率運行工況下平均端差 為22.6℃，詳細參數(shù)見表1（由于該廠機組常年運行負荷率在85%～50%區(qū)間內(nèi)，因此本文未列舉其它運行工況）：

通過表1可以看出，該廠5號低加運行水位長期超過設(shè)計值，通過上文可知，加熱器疏水水位過高，疏水未經(jīng)換熱直接漫過疏水冷卻段隔板直接流處疏水冷卻端，會造成加熱器疏水端差增大。為查明肯能導(dǎo)致疏水端差過高的其它原因，對該加熱器進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位，總漏焊接縫面積約為疏水冷卻器入口的10%。根據(jù)上文可知包殼不嚴密，運行中飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，會造成加熱器疏水端差增大。

4 治理措施

（1）通過對加熱器各個部件檢查發(fā)現(xiàn)，該疏水冷卻器包殼入口橫截面積偏小，且入口處被管束固定管板遮擋，對進入疏水冷卻器的疏水形成擾流，嚴重降低疏水排出量，可導(dǎo)致疏水水位過高，以此采取在疏水冷卻器入口處擴大入口截面積的改造方式。（2）對疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位進行補焊，防止飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，可有效增加汽側(cè)疏水與水側(cè)換熱量，從而降低疏水端差。

5 治理后的經(jīng)濟效益分析

通過對該廠5號低溫熱網(wǎng)加熱器已診斷出缺陷的治理，加熱器疏水端差大幅度降低，各個負荷率運行工況下平均疏水端差 為10.4℃，更加接近設(shè)計值（見表2），加熱器疏水水位過高的問題也得到很好的解決。由于該廠機組承擔電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，因此負荷波動較大，下面僅對加熱器治理后的經(jīng)濟性進行估算：

加熱器治理前后疏水端差變化值： = = 22.6℃10.4℃=12.2℃

表3 哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響

根據(jù)廠家提供的《哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響》可知（表3），5號低加疏水端差每偏離10℃，機組熱耗增加1.18KJ/kW·h，則：

加熱器治理前后熱耗降低值為：（12.2℃€？0℃）€？.18KJ/kW·h=1.44 KJ/kW·h。已知該廠2012年加熱器改造機組發(fā)電量138271萬kW·h，標煤發(fā)熱量29271KJ/Kg，則以2012年發(fā)電量估算改造后全可節(jié)約標準煤為：138271萬kW·h€？.44 KJ/kW·h€？9271KJ/Kg=68噸。

6 保證加熱器正常運行的措施

對該廠加熱器進行治理后，疏水端差雖然與改造前相比以大幅度下降，但仍然偏離設(shè)計值，為繼續(xù)降低加熱器疏水端差，在今后的運行和檢修過程中將采取以下措施：（1）在低溫加熱器啟動和運行過程中，及時、正確開啟低溫加熱器汽動排氣和連續(xù)排氣門，避免因未能正確排氣，導(dǎo)致加熱器換熱效率降低；（2）盡量提高低溫加熱器抽氣過熱度，防止抽氣在蒸汽冷卻段過早凝結(jié)對管束造成沖擊，嚴重影響運行可（下轉(zhuǎn)第52頁）（上接第33頁）靠性和經(jīng)濟性；（3）將低溫加熱器打壓查漏和除垢沖洗列為“逢停必檢”項目，充分利用機組各類停運時機進行加熱器查漏和沖洗，避免管束泄漏和傳熱系數(shù)下降；（4）低溫加熱器啟停時，嚴格按照運行規(guī)程合理控制加熱器溫度變化速度，防止加熱器管板和管束由于較大熱應(yīng)力產(chǎn)生形變，導(dǎo)致管板和管束損壞；（5）加強低溫加熱疏水調(diào)整門的日常維護，確保低溫加熱器自動水位調(diào)節(jié)及時、精確，杜絕出現(xiàn)水位嚴重偏離設(shè)計值情況的發(fā)生；（6）實時檢測給水pH值和含氧量變化，避免出現(xiàn)換熱管束表面結(jié)垢或腐蝕的情況，當加熱器管束結(jié)構(gòu)嚴重，水沖洗無法清理時，及時采用酸洗辦法予以解決，防止管束堵死，當堵管率超過設(shè)計值時，應(yīng)更換新的加熱器或換熱管束。（7）應(yīng)制定詳細的檢修作業(yè)標準和檢修工藝標準，確保在檢修中及時發(fā)現(xiàn)并消除管束、管束槽殼、隔板、管板的缺陷，防止給水和疏水短路情況的發(fā)生，保證加熱器給水端側(cè)和疏水端側(cè)在合理范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

通過對某廠低加疏水端差過高原因的分析與處理，疏水端差過高的問題得到了較好的解決。本文所提到的診斷方法和治理措施有著廣泛的實用性，值得在遇到相同問題的同類型機組推廣。

參考文獻

[1] 于慶錄，趙金峰，李業(yè)盛等.300MW機組低加疏水不暢的原因分析和治理.清全國火電300MW級機組能效對標及競賽第三十九屆年論文集：5-9.endprint

3 某電廠低加疏水端差過高缺陷診斷

以某電廠5號低加為例，該加熱器設(shè)計水位為270mm，疏水端差設(shè)計值為5.6℃，實際運行時各個負荷率運行工況下平均端差 為22.6℃，詳細參數(shù)見表1（由于該廠機組常年運行負荷率在85%～50%區(qū)間內(nèi)，因此本文未列舉其它運行工況）：

通過表1可以看出，該廠5號低加運行水位長期超過設(shè)計值，通過上文可知，加熱器疏水水位過高，疏水未經(jīng)換熱直接漫過疏水冷卻段隔板直接流處疏水冷卻端，會造成加熱器疏水端差增大。為查明肯能導(dǎo)致疏水端差過高的其它原因，對該加熱器進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位，總漏焊接縫面積約為疏水冷卻器入口的10%。根據(jù)上文可知包殼不嚴密，運行中飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，會造成加熱器疏水端差增大。

4 治理措施

（1）通過對加熱器各個部件檢查發(fā)現(xiàn)，該疏水冷卻器包殼入口橫截面積偏小，且入口處被管束固定管板遮擋，對進入疏水冷卻器的疏水形成擾流，嚴重降低疏水排出量，可導(dǎo)致疏水水位過高，以此采取在疏水冷卻器入口處擴大入口截面積的改造方式。（2）對疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位進行補焊，防止飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，可有效增加汽側(cè)疏水與水側(cè)換熱量，從而降低疏水端差。

5 治理后的經(jīng)濟效益分析

通過對該廠5號低溫熱網(wǎng)加熱器已診斷出缺陷的治理，加熱器疏水端差大幅度降低，各個負荷率運行工況下平均疏水端差 為10.4℃，更加接近設(shè)計值（見表2），加熱器疏水水位過高的問題也得到很好的解決。由于該廠機組承擔電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，因此負荷波動較大，下面僅對加熱器治理后的經(jīng)濟性進行估算：

加熱器治理前后疏水端差變化值： = = 22.6℃10.4℃=12.2℃

表3 哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響

根據(jù)廠家提供的《哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響》可知（表3），5號低加疏水端差每偏離10℃，機組熱耗增加1.18KJ/kW·h，則：

加熱器治理前后熱耗降低值為：（12.2℃€？0℃）€？.18KJ/kW·h=1.44 KJ/kW·h。已知該廠2012年加熱器改造機組發(fā)電量138271萬kW·h，標煤發(fā)熱量29271KJ/Kg，則以2012年發(fā)電量估算改造后全可節(jié)約標準煤為：138271萬kW·h€？.44 KJ/kW·h€？9271KJ/Kg=68噸。

6 保證加熱器正常運行的措施

對該廠加熱器進行治理后，疏水端差雖然與改造前相比以大幅度下降，但仍然偏離設(shè)計值，為繼續(xù)降低加熱器疏水端差，在今后的運行和檢修過程中將采取以下措施：（1）在低溫加熱器啟動和運行過程中，及時、正確開啟低溫加熱器汽動排氣和連續(xù)排氣門，避免因未能正確排氣，導(dǎo)致加熱器換熱效率降低；（2）盡量提高低溫加熱器抽氣過熱度，防止抽氣在蒸汽冷卻段過早凝結(jié)對管束造成沖擊，嚴重影響運行可（下轉(zhuǎn)第52頁）（上接第33頁）靠性和經(jīng)濟性；（3）將低溫加熱器打壓查漏和除垢沖洗列為“逢停必檢”項目，充分利用機組各類停運時機進行加熱器查漏和沖洗，避免管束泄漏和傳熱系數(shù)下降；（4）低溫加熱器啟停時，嚴格按照運行規(guī)程合理控制加熱器溫度變化速度，防止加熱器管板和管束由于較大熱應(yīng)力產(chǎn)生形變，導(dǎo)致管板和管束損壞；（5）加強低溫加熱疏水調(diào)整門的日常維護，確保低溫加熱器自動水位調(diào)節(jié)及時、精確，杜絕出現(xiàn)水位嚴重偏離設(shè)計值情況的發(fā)生；（6）實時檢測給水pH值和含氧量變化，避免出現(xiàn)換熱管束表面結(jié)垢或腐蝕的情況，當加熱器管束結(jié)構(gòu)嚴重，水沖洗無法清理時，及時采用酸洗辦法予以解決，防止管束堵死，當堵管率超過設(shè)計值時，應(yīng)更換新的加熱器或換熱管束。（7）應(yīng)制定詳細的檢修作業(yè)標準和檢修工藝標準，確保在檢修中及時發(fā)現(xiàn)并消除管束、管束槽殼、隔板、管板的缺陷，防止給水和疏水短路情況的發(fā)生，保證加熱器給水端側(cè)和疏水端側(cè)在合理范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

通過對某廠低加疏水端差過高原因的分析與處理，疏水端差過高的問題得到了較好的解決。本文所提到的診斷方法和治理措施有著廣泛的實用性，值得在遇到相同問題的同類型機組推廣。

參考文獻

[1] 于慶錄，趙金峰，李業(yè)盛等.300MW機組低加疏水不暢的原因分析和治理.清全國火電300MW級機組能效對標及競賽第三十九屆年論文集：5-9.endprint

3 某電廠低加疏水端差過高缺陷診斷

以某電廠5號低加為例，該加熱器設(shè)計水位為270mm，疏水端差設(shè)計值為5.6℃，實際運行時各個負荷率運行工況下平均端差 為22.6℃，詳細參數(shù)見表1（由于該廠機組常年運行負荷率在85%～50%區(qū)間內(nèi)，因此本文未列舉其它運行工況）：

通過表1可以看出，該廠5號低加運行水位長期超過設(shè)計值，通過上文可知，加熱器疏水水位過高，疏水未經(jīng)換熱直接漫過疏水冷卻段隔板直接流處疏水冷卻端，會造成加熱器疏水端差增大。為查明肯能導(dǎo)致疏水端差過高的其它原因，對該加熱器進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位，總漏焊接縫面積約為疏水冷卻器入口的10%。根據(jù)上文可知包殼不嚴密，運行中飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，會造成加熱器疏水端差增大。

4 治理措施

（1）通過對加熱器各個部件檢查發(fā)現(xiàn)，該疏水冷卻器包殼入口橫截面積偏小，且入口處被管束固定管板遮擋，對進入疏水冷卻器的疏水形成擾流，嚴重降低疏水排出量，可導(dǎo)致疏水水位過高，以此采取在疏水冷卻器入口處擴大入口截面積的改造方式。（2）對疏水冷卻段包殼鋼板接縫處存在多達19處漏焊部位進行補焊，防止飽和蒸汽或飽和水未經(jīng)換熱短路流出疏水段，可有效增加汽側(cè)疏水與水側(cè)換熱量，從而降低疏水端差。

5 治理后的經(jīng)濟效益分析

通過對該廠5號低溫熱網(wǎng)加熱器已診斷出缺陷的治理，加熱器疏水端差大幅度降低，各個負荷率運行工況下平均疏水端差 為10.4℃，更加接近設(shè)計值（見表2），加熱器疏水水位過高的問題也得到很好的解決。由于該廠機組承擔電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，因此負荷波動較大，下面僅對加熱器治理后的經(jīng)濟性進行估算：

加熱器治理前后疏水端差變化值： = = 22.6℃10.4℃=12.2℃

表3 哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響

根據(jù)廠家提供的《哈汽350WM供熱機組加熱器端差對機組熱經(jīng)濟性影響》可知（表3），5號低加疏水端差每偏離10℃，機組熱耗增加1.18KJ/kW·h，則：

加熱器治理前后熱耗降低值為：（12.2℃€？0℃）€？.18KJ/kW·h=1.44 KJ/kW·h。已知該廠2012年加熱器改造機組發(fā)電量138271萬kW·h，標煤發(fā)熱量29271KJ/Kg，則以2012年發(fā)電量估算改造后全可節(jié)約標準煤為：138271萬kW·h€？.44 KJ/kW·h€？9271KJ/Kg=68噸。

6 保證加熱器正常運行的措施

對該廠加熱器進行治理后，疏水端差雖然與改造前相比以大幅度下降，但仍然偏離設(shè)計值，為繼續(xù)降低加熱器疏水端差，在今后的運行和檢修過程中將采取以下措施：（1）在低溫加熱器啟動和運行過程中，及時、正確開啟低溫加熱器汽動排氣和連續(xù)排氣門，避免因未能正確排氣，導(dǎo)致加熱器換熱效率降低；（2）盡量提高低溫加熱器抽氣過熱度，防止抽氣在蒸汽冷卻段過早凝結(jié)對管束造成沖擊，嚴重影響運行可（下轉(zhuǎn)第52頁）（上接第33頁）靠性和經(jīng)濟性；（3）將低溫加熱器打壓查漏和除垢沖洗列為“逢停必檢”項目，充分利用機組各類停運時機進行加熱器查漏和沖洗，避免管束泄漏和傳熱系數(shù)下降；（4）低溫加熱器啟停時，嚴格按照運行規(guī)程合理控制加熱器溫度變化速度，防止加熱器管板和管束由于較大熱應(yīng)力產(chǎn)生形變，導(dǎo)致管板和管束損壞；（5）加強低溫加熱疏水調(diào)整門的日常維護，確保低溫加熱器自動水位調(diào)節(jié)及時、精確，杜絕出現(xiàn)水位嚴重偏離設(shè)計值情況的發(fā)生；（6）實時檢測給水pH值和含氧量變化，避免出現(xiàn)換熱管束表面結(jié)垢或腐蝕的情況，當加熱器管束結(jié)構(gòu)嚴重，水沖洗無法清理時，及時采用酸洗辦法予以解決，防止管束堵死，當堵管率超過設(shè)計值時，應(yīng)更換新的加熱器或換熱管束。（7）應(yīng)制定詳細的檢修作業(yè)標準和檢修工藝標準，確保在檢修中及時發(fā)現(xiàn)并消除管束、管束槽殼、隔板、管板的缺陷，防止給水和疏水短路情況的發(fā)生，保證加熱器給水端側(cè)和疏水端側(cè)在合理范圍內(nèi)。

7 結(jié)論

通過對某廠低加疏水端差過高原因的分析與處理，疏水端差過高的問題得到了較好的解決。本文所提到的診斷方法和治理措施有著廣泛的實用性，值得在遇到相同問題的同類型機組推廣。

參考文獻

[1] 于慶錄，趙金峰，李業(yè)盛等.300MW機組低加疏水不暢的原因分析和治理.清全國火電300MW級機組能效對標及競賽第三十九屆年論文集：5-9.endprint