自制换热器降低干熄焦机组过冷度

2013-11-07张成竹

河南科技 2013年6期

关键词：抽气凝结水真空泵

李强亓磊李峰汪鑫张成竹

（山钢集团莱芜分公司能源动力厂，山东莱芜 271104）

一概述

能源动力厂热能车间配备有高温、高压C25-8.83/0.981-7型汽轮发电机组；正常运行时接受两台干熄焦锅炉供汽，汽温为535±510℃；汽压为8.83±0.49Mpa，主要任务是利用干熄焦余热生产工业用电和给苯加氢提供工业用汽。

二故障现象与分析

机组在运行一段时间后发现，机组真空随时间推移缓慢降低，且过冷度较大，在3℃左右。过冷度每增加1℃，机组的热耗率就上升0.02%。同时，过冷度的增加也导致了凝结水的溶氧量加大，降低了管道及设备的寿命。凝结水过冷度是指凝结水温度低于排汽压力下饱和温度的数值。凝结水产生过冷却现象，说明凝气设备工作不正常。凝结水过冷却后，为了将其加热到相应于排气压力的饱和温度，就要多消耗燃料。此外，由于凝结水的过冷却，将使凝结水含氧量增加，从而加剧了对热力设备和管道的腐蚀，降低了设备运行的安全性和可靠性。

凝结水的过冷度是指排气压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。凝结水出现过冷的主要原因有以下几点：

1、凝汽器结构上的缺陷。年初，车间对凝汽器进行了全面的检查消缺和改造，将0.7mm 的不锈钢管更换为0.6mm 的不锈钢管。改造后，机组的过冷度并未发生变化。

2、凝汽器水位高，部分铜管被凝结水淹灭产生过冷却。干熄焦发电机组采用的是三台变频凝结水泵，调整参数为凝汽器的热井水位，机组的热井水位在650mm左右自动调整。

3、凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压力下降而引起的过冷却。干熄焦发电机组采用水环泵抽真空系统，且一运一备。在机组正常运行时，将备用设备投入运行，及两套抽真空系统同时运行。实验中，随着两台泵运行，凝汽器真空缓慢提升，过冷度下降至1.5℃左右。

4、凝汽器铜管破裂，大量循环水漏入。通过对凝结水质的检验发现，凝结水水质合格，钠、钾离子等元素并未超标，故不存在循环水泄漏现象。

5、凝汽器冷却水量过多，或水温过低。通过右表可以看出，循环水的温度压力，对过冷度没有影响。

通过上述分析，凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压力下降而引起的过冷却，是影响过冷度的主要原因。通过对系统的真空严密性试验检查后，确认系统无漏气问题，因此确认影响过冷度原因是抽气设备运行不良。

三故障处理

干熄焦发电机组采用的是水环式抽真空系统，该系统由水环真空泵及电机、换热器、无压气水分离罐组成。通流介质为凝汽器内的汽气混合物、除盐水、工业水。其工作原理为：水环真空泵通过离心力作用，以除盐水为密封及吸热介质，将汽气混合物自凝汽器中抽出，其中的蒸汽遇冷凝结成除盐水，与剩余的空气一起进入到气水分离罐中，不凝结的空气自排气管排入大气中，升温的除盐水经换热器冷却后，再次进入到水环真空泵循环做功。在此工艺中，换热器通过降低除盐水的温度，提升其吸热凝气的效率，从而增强水环真空泵抽空气的能力。对抽气系统进行全面解体检查，发现板式换热器内结垢较严重。由于板式换热器通流面积较小为3.5mm，而冷却水中泥沙含量较大，导致通流通道被堵塞，从而降低了冷却效果。虽然解体清洗后，运行效果较好，但过冷度随着运行时间持续缓慢增大，导致无法彻底消除隐患。

通过探讨研究制定了自制管束换热器代替原有的板式换热器，从根本上解决此问题。

安装步骤如下：

1.现场测量安装位置大小，确认自制换热器外形尺寸。

2.计算换热面积，确认管束换热器不锈钢换热管管径、长度

3.绘制图纸，加工各部件。

4.将加工后的部件通过焊接、胀管、打磨等方式对各部件进行组装。

5.对组装好的管束换热器进行打压试验，通入1MPa左右的凝结水，检查设备的严密性。

6.现场安装。