室外蒸汽管网及换热站设备技术改造

2014-11-26龙传民

山西建筑 2014年29期

龙传民

(化工部长沙设计研究院，湖南长沙 410116)

1 原室外蒸汽管网及换热站流程

热电厂汽轮机抽汽排放的蒸汽通过室外地沟敷设的φ720×10无缝钢管蒸汽管线输送到工艺换热站。该室外蒸汽管线设置7个波纹补偿器，热电厂到工艺换热站之间大约为600 m。通过室外蒸汽管线输送到工艺换热站的蒸汽在工艺换热站中的流程为:蒸汽管网(蒸汽接热电厂)→汽—水换热器(转为同蒸汽压力下的饱和凝结水150℃)→水—水换热器(降为80℃)→凝结水箱→凝结水泵→凝结水管网(回热电厂)。工艺换热站被加热的工艺用水流程为:外部供水管网(2℃冷水)→换热站站外玻璃钢水箱→热水供应泵→水—水换热器→汽—水换热器(出水温度90℃)→热水管网→工艺用水点。经过汽—水换热器、水—水换热器的蒸汽凝结后的凝结水直接返回到凝结水箱，再由凝结水泵输送返回到热电厂重复利用，从而达到节省热电厂化学水处理的水质处理的费用。相应的室外蒸汽管网流程见图1。

图1 室外蒸汽管网流程图

2 原室外蒸汽管网系统及换热站存在的问题

1)原设计当室外蒸汽管网停汽后，在打开蒸汽阀门时，易造成水击现象。距离工艺换热站处的阀门易冲坏阀门垫。

2)原设计当室外蒸汽管网停汽后，波纹补偿器易损坏，造成室外蒸汽管网已更换3个波纹补偿器。

3)在主蒸汽管φ720×10上有一个分支蒸汽管，由于施工安装工人在主蒸汽管上没有按设计要求安装上控制阀门，导致主干管上的阀门不好控制，在主蒸汽干管上一旦要求停汽时而停不了蒸汽(蒸汽支管上夏季利用蒸汽给溴化锂空调机组提供热源进行制冷，冬天利用蒸汽给采暖汽—水换热器设备来进行采暖换热制备出95℃采暖热水或给空调换热设备进行空调换热制备出60℃空调热水，该蒸汽支管属于全年使用性负荷)。

4)工艺换热站汽—水换热器与水—水换热器换热能力不够，蒸汽凝结成凝结水的能力不足。

5)汽—水换热器的二次水侧的管程管道结垢，造成换热能力达不到设计要求。

3 问题分析及改造措施

1)通过现场分析，由于阀门垫经常发生水击被冲坏，工厂机电维修人员将蒸汽管道上的阀门石棉垫全部更改为不锈钢金属垫。但是更改后，还是经常发生阀门垫被冲击现象。于是分析室外总蒸汽管网，发现工厂机电维修人员将原地沟敷设的两个波纹补偿器更换为架空敷设的方形补偿器，导致室外蒸汽管网的蒸汽管线坡度不再是只有一个最低点，而是被方形补偿器分隔成不同的高低位。通过在蒸汽管线的最低点加疏水装置，在蒸汽主干管的最高点增加手动放气阀以确保系统运行安全。

2)由于施工安装工人在安装时没有将波纹补偿器按照安装说明书进行安装，螺母没有进行内移，根本起不到热胀冷缩的补偿作用。经过咨询生产厂家，将波纹补偿器上固定波纹的螺杆上的两个内螺母各向内平移20 mm，共三个波纹节，将波纹补偿器的补偿能力满足补偿量达到120 mm，从而达到设计要求。

3)主蒸汽管分支处检查井1的尺寸尽管按照标准图集上进行设计，但是未留足检修空间，造成空间不够以至于安装公司漏装DN700的电动调节阀。由于安装位置不够，在进行改造的时候，将DN700的电动调节阀安装在波纹补偿器井内(即检查井2，且波纹补偿器检修井空间比较大)。

4)对汽—水换热器相关设备的改造如下:a.现场测试表明，汽—水换热器出口处设置的疏水器出口的低压凝结水的温度为110℃，压力为0.18 MPa(表压)。此两个数值都低于设计值(设计汽—水换热器时其出口均为0.4 MPa(表压)入口蒸汽的饱和凝结水温度，实际在汽—水换热器内部凝结水继续被工艺水冷却成为过冷凝结水)。经过分析得出，进入汽—水换热器的蒸汽量过小，现场改造时加大汽—水换热器的进口蒸汽管的管径，将原进蒸汽管的管径从DN350改造为DN400。b.单台汽—水换热器出口疏水器设计流通量在压差为0.08 MPa(表压)的情况下，理论疏水量为18 t/h，并联了三个疏水器，因此并联的疏水器的总疏水量为3×18=54 t/h。而实际疏水流通量在其疏水倍率为4的情况下疏水量应为90 t/h。显然所选用的疏水器的流通能力满足不了要求。此次改造将并联的三个疏水器更换为容量更大的疏水器，从而保证汽—水换热器后的疏水器的疏水能正常进入到串联的下级水—水换热器中，最终确保蒸汽系统的疏水畅通。

5)经现场测试汽—水换热器的能力，其换热能力只有铭牌标识额定能力的70%左右。在现场测试后，工厂机电维修人员打开汽—水换热器的端盖后发现越靠近蒸汽进口的二次水侧(管程侧)结垢越严重，后经过酸洗除垢后，汽—水换热器的换热能力能达到80%，但是依然达不到汽—水换热器换热能力的设计要求。经与汽—水换热器厂家协商沟通校核后，汽—水换热器生产厂家承认在选取汽—水换热器传热系数K时选得过大，导致汽—水换热器的热交换面积设计得过小。为满足工艺热水所需要的换热能力，厂家同意增加一台汽—水换热器设备。为了解决汽—水换热器结垢现象，在二次水侧的入口端增加电子除垢设备从而达到减缓汽—水换热器结垢的能力。