低温多效海淡系统中直流效的故障分析与处理

2014-12-11王丙贵

电站辅机 2014年1期

王丙贵

（神华河北国华沧东发电有限责任公司，河北沧州 061113）

0 概述

河北国华沧东发电有限责任公司的二期工程，建有国产首台万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置，该海淡装置采用4＋2模式，蒸发器共有六效，其中再循环四效、直流效二效。蒸汽压缩机抽汽位置置于第四效末端，第四效蒸发室产生的蒸汽有一部分与动力蒸汽混合至第一效循环做功。同时，第四效蒸发室产生的蒸汽其余部分进入第五、六效蒸发室继续做功，最终在凝汽器内加热海水的同时，蒸汽被冷凝后汇集到蒸馏水系统，由淡水泵抽出。为维持系统的真空度，设置了2个抽汽点：在凝汽器与第一效二回程的端部，为避免第四效抽汽受携带不凝气体的影响，在第四效二回程中设置不凝气抽出管，通过节流孔板引至凝汽器。工艺流程如图1所示。这是首台国产万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置，在海水淡化装置投产初期的调试阶段，前四效的运行正常，但第四效与第五、六效并未形成“真空度逐效增加，蒸发温度逐效递减”的规律，五效和六效这2个直流效不工作，系统产水量也末达到设计值。海淡系统的主要设计参数，如表1所示。

图1 万吨级低温多效蒸馏海水淡化工艺流程图

表1 海淡系统的主要设计参数

1 原因分析

在国产化海水淡化装置的投产初期，前四效可实现正常工作，但第四效与第五、六效还未能正常运行。运行调整前，海淡系统的主要运行参数，如表2所示。将表2中数据与表1中的设计参数进行了对比和分析。

1.1 系统温差

（1）装置前四效温差约2～3℃，与设计值一致，一效的凝结水量远大于加热蒸汽量，其差值为TVC从第四效抽出的二次蒸汽量，说明前四效均处于工作状态。

（2）第五效和第六效的蒸发室温度发生了偏转，第六效蒸发室温度高于第五效，说明在第五、六效中未产生二次蒸汽，凝汽器出口处的海水温度无明显温升，因未产生二次蒸汽，所以制约了海水淡化装置产水量的提升（最高淡水产量达到382.1t／h，设计值为456.2t／h，存在较大差距）。

表2 调整阶段中系统运行的主要参数

（3）凝汽器出口处的海水温度最高达26.2℃，设计值为41.8℃，说明进效海水的过冷度较高，需消耗更多蒸汽，才能将海水加热至饱和温度，也制约了海水淡化装置蒸发量的提升。

1.2 系统压差

参考各效蒸发室内的压力，一效高于二效，三效高于四效，但二效的压力总是低于三效压力。根据设计要求，在正常工作状态下，应形成“真空度逐效增加”的状态，即各效的表压应逐效降低。说明由于进入第一效加热蒸汽冷凝析出的不凝气量较少，需通过调整节流孔板，调节第一效的抽汽量，以避免造成第一效蒸汽被过抽的现象。

2 调整方案

通过对系统运行情况分析，海淡系统的温差和压差均与设计值存在偏差，为此，对海淡系统不凝气抽出管的节流孔板进行了两个阶段的调整。

2.1 第一阶段

调整第一效不凝气抽出管节流孔板的开度，由原来的180°调小至15°，对第四效不凝汽抽出管上的节流孔板开度未做调整。调整后系统的运行参数已有变化，前四效压力已符合“真空度逐效增加”的规律，但是第四效的真空度始终最高。这可能是因热力压缩机的抽汽作用造成的，或者是第四效至冷凝器不凝气抽气的过抽造成的。观察第六效蒸发室的温度明显高于第五效，热量主要来自第四效，这是因为从不凝气抽气管道抽出了较多的蒸汽。

2.2 第二阶段

为了排除五效和六效不工作的运行情况，采取提高蒸汽量、盐水再循环等措施，仍无法使其正常工作。通过对运行参数计算分析，对抽气管道节流孔板进行了第二阶段的两次调整。

（1）第一次：将第一效不凝气抽出管节流孔板调整为Ø30mm圆孔，如图2所示。同时，将第四效不凝气抽出管节流孔板开度，由原来的180°调至最小0°，保留长约500mm，宽度为20mm近似矩形截面，如图3所示所示。

图2 调整后第一效不凝气抽出管的节流孔板尺寸

图3 替换后的第四效不凝气抽出管节流孔板

（2）第二次：当蒸发器运行时，第四效的压力始终呈现最低点，表明该蒸发室仍存在过抽现象，这是由热力压缩机的工作性能和设备特性决定的，已无法进行有效调整。唯一可调的是第四效不凝气抽气节流孔板通道。所以，将原节流孔板替换为中间开孔为Ø100mm的孔板，抽气通流面积再次减小。

3 调整效果

经过两次调整后，在不同负荷下系统的参数对比，如表3所示。

表3 调整前后系统不同负荷下的参数对比

（1）经过第一次调整后，一至六效蒸发室压力呈现出逐效递减的特征，最低压力点仍出现于第四效。一效至六效的温度变化已接近设计值，呈逐效相差2～4℃，且凝汽器出口处的海水已有显著温升，凝汽器出口处的海水温度达到43℃，相应的产水量和造水比都有了很大的提高，甚至优于设计水平。

（2）调整第四效不凝气抽气节流孔板流通面积，使得第一效至第五效的蒸发室压力逐效降低，而第五效压力略低于第六效。基本形成第一效至第六效以及凝汽器压力逐渐降低的趋势，运行参数稳定。经调试后，海水淡化装置的造水比明显提高，即使在较低负荷下，造水比仍能维持在9.0以上，海淡装置的产水量和造水比，均达到甚至超过设计值。