220 MW机组给水温度降低的原因分析及处理

严　晖

(国电电力邯郸热电厂，河北　邯郸　056000)



220 MW机组给水温度降低的原因分析及处理

严晖

(国电电力邯郸热电厂，河北邯郸056000)

摘要：介绍国电电力邯郸热电厂12号220 MW机组高压回热系统的运行情况，以及给水温度偏低的现象，认为给水温度偏低是由于加热器端差增大导致的换热效率大幅降低，分析加热器端差增大的原因，提出更换疏水冷却器等改造措施，通过数据对比说明改造后提高了给水温度。

关键词：给水温度；回热系统；加热器

1概述

汽轮机组中高压回热系统是影响给水温度的主要系统。国电电力邯郸热电厂12号220 MW机组的高压回热系统由2台高压加热器(5号、6号)、2台蒸汽冷却器(二段、四段)、1台疏水冷却器组成，利用在汽轮机中已做过部分功的蒸汽来加热给水，将给水加热到所需要的温度，重新输送至锅炉，以提高火力发电机组的循环热效率。

正常运行时，给水先经过疏水冷却器被加热至一定温度后，依次进入5号、6号高压加热器，继续被加热升温；而后再进入2台蒸汽冷却器，进一步被加热至240 ℃，送至锅炉。而蒸汽则在放热后凝结，其疏水采用逐级自流方式，6号高压加热器疏水自流至5号高压加热器，5号高压加热器疏水自流到疏水冷却器，然后排至高压除氧器。5、6号高压加热器后疏水管设有汽液两相流疏水自动调节装置，由疏水自动调节装置维持高压加热器的正常水位。220 MW机组高压回热系统示意，见图1。

图1　220 MW机组高压回热系统示意

2发现问题

国电电力邯郸热电厂围绕现役220 MW机组的煤耗、油耗、水耗等重要经济指标，对比先进，量化分析。通过对厂内12、13号机组重要经济指标和重点辅助设备运行参数的监测和分析，反应出诸多问题。其中，给水温度严重偏低现象突出。

对12、13号2台220 MW同型机组高压回热系统运行参数进行采集。在机组负荷为200 MW时(进汽量为626 t/h，设计给水温度为240 ℃)，收集记录高压回热系统运行参数(包括给水温度，各加热器进水温度、出水温度、进汽温度、疏水温度)。而后计算各加热器给水温升(出水温度-进水温度=给水温升)、端差(疏水温度-出水温度=端差),见表1。

表112、13号机组高压回热系统主要计算参数℃

参数12号机组13号机组给水温度设计值240240运行值228246加热器给水温升疏水冷却器5135号高压加热器34396号高压加热器2125二段蒸汽冷却器1416四段蒸汽冷却器1213加热器端差疏水冷却器865号高压加热器936号高压加热器174

由表1可以看出，12号机组给水温度较13号机组低18 ℃；并且12号机组2台高压加热器、1台疏水冷却器的给水温升较13号机组降低4～8 ℃。这说明12号机组2台高压加热器和疏水冷却器的换热效率降低。

3原因分析

从换热效果较差加热器的计算数据可以看出，12号机组2台高压加热器和疏水冷却器的端差较13号机组升高2～13 ℃。这说明，端差增大致使加热器的换热效率大幅降低，导致给水温度降低，以下进一步分析端差增大原因。

3.1加热器空气管路不畅

12号机组高压回热系统原设计有空气系统，因该系统投产以来极少投入运行，5、6号高压加热器之间部分空气系统管道腐烂而被切除、打堵板。加热器停运或检修时，有可能在加热器壳侧和水侧滞留空气，或运行中抽汽和疏水带入或析出的不凝结气体积聚在加热器内，使传热效率降低，增大加热器的端差，使给水温度降低。

3.2加热器管束泄漏

2台高压加热器及2台蒸汽冷却器泄漏堵管数极少，均在合格范围泄漏堵管数不大于管束钢管总数10%的范围之内；只有疏水冷却器泄漏堵管数远远超出标准范围，管束钢管总数300根，泄漏堵管数共170根，势必减少加热器的换热面积，增大端差，使给水温度降低。

3.3加热器水室短路

5、6号高压加热器水室隔板曾多次出现水室平面密封垫被冲破现象，曾采取加大螺栓紧力和提高平面密封垫质量的方法来解决问题，但该现象未得到根治。一方面，5、6号高压加热器水室隔板采用螺栓拼装隔板，螺栓固定在垂直隔板上，使紧固螺栓的大小受到限制，盖板厚度过于单薄，当给水压力大于18 MPa时，易造成盖板弓起，使上隔板与垂直隔板之间产生间隙，将平面密封垫冲破；另一方面，机组停运时对2台高压加热器水室隔板检查，整个水室隔板无加强筋，在多年的运行中，水室隔板在冷热交变应力的作用下已经发生变形，造成隔板间形成较大间隙使给水短路，则部分给水未通过加热器加热进入到锅炉中去，直接造成加热器端差增大和给水温度低于设计值。

3.4加热器疏水调节阀调节特性不良

长期监测12号机组高压回热疏水系统的运行情况，发现2台高压加热器的疏水汽液两相流自调节液位控制器调节特性不良，不能满足机组负荷变化的调整需求，无法稳定维持高压加热器的正常水位，需要开启疏水自调器旁路门参与调节。旁路开启后，汽水混合介质大量进入疏水管道，使管道出现较大振动。

为此，与运行人员共同对12号机组高压回热疏水系统进行操作试验，以观察和分析系统中各设备的状态。在操作试验运行中，12号机组的高压回热疏水系统反应出不良运行状态。开启高压加热器危急疏水，疏水电动门打开后，高压加热器水位几乎没有变化，就地磁翻板水位计已经无法读数，电解点水位计和平衡容器水位计显示水位都低于13号同型机组正常水位值。根据试验现象分析，高压加热器的疏水汽液两相流自调节液位控制器确实存在调节特性不良问题。

3.5加热器疏水调节阀安装位置不合理

12号机组高压回热系统疏水采用逐级自流方式。6号高压加热器至5号高压加热器的疏水调节阀安装在6号高压加热器后靠近5号高压加热器一侧；通向除氧器的调节阀安装在5号高压加热器后，且阀后至除氧器的疏水管路长、垂直距离大、弯头多。设备障碍分析台账显示，2007年5月6日， 12号机组5号高压加热器疏水调节阀漏汽较大，解体发现调节阀壳体泄漏，冲刷部分50 mm长，2～30 mm宽。解列系统，检查疏水自动调节阀，发现调节阀内壁冲刷严重，旁路门三通所对调节阀壳体部分壁厚严重减薄。通过现场勘查，壳体减薄是由于调节器旁路门长期开启运行，管道内的汽水冲刷造成的。由于壳体冲刷部分无法修复，将其壳体外部使用钢板补焊处理。该阀的安装不合理引起水位波动，造成给水温度温度降低。

4改造措施

a. 进行放空气试验，根据试验结果按照原始设计恢复已拆除及打死堵部分的空气系统。

b. 根据所掌握管束泄漏位置集中且泄漏堵管数严重超标的情况，整体更换疏水冷却器。

c. 从改变水室隔板结构以适应较高压力的方向着手，将原螺栓拼装隔板改造为全焊接隔板。全焊接隔板结构如图2所示。图2中堵管用人孔法兰尺寸：外510 mm×330 mm×30 mm，内450 mm×270 mm，密封面内侧开10 mm×6 mm槽安装聚四氟乙烯盘根，外侧用10只M14栽丝螺栓紧固盖板，人孔法兰待隔板拼焊后直接焊接于横隔板上。将钢板下料，并加工为水室隔板，新隔板与水室框架焊接，隔板上焊接加强筋，以缓解或消除给水压力升高造成的隔板变形；隔板上部留一人孔，作为检修找漏使用，人孔盖板使用盘根密封，以消除隔板间隙造成的给水短路现象，改善高压加热器换热效率，提高给水温度。

图2　全焊接隔板结构示意(单位：mm)

d. 将原汽液两相流自调节液位控制器更换为笼式防空化电动调节阀。拆除5、6号高压加热器原疏水汽液两相流自调阀、信号管及5号高压加热器疏水调节阀旁路门，保留使用6号高压加热器疏水调节阀旁路门；将切除的信号管打堵、焊接。安装、焊接新的笼式防空化电动调节阀及进出口门、旁路门。

e. 根据安装通则，将5号高压加热器调节阀的原安装位置更改至靠近除氧器的位置，位于18 m通向除氧器的水平疏水管路上，见图3。

图3　改造后高压回热疏水系统

5改造效果

a. 给水温度由228 ℃升高至240 ℃，提高了12 ℃，达到了给水温度设计值。

b. 疏水冷却器管侧进、出水温升达到19 ℃，更换疏水冷却器有效改善了其换热效率。

c. 5号高压加热器疏水温度由170 ℃升高至211 ℃，提高了41 ℃，达到了高压加热器疏水温度设计值。

d. 高压回热疏水系统投入自动调节，高压加热器水位维持在设定值，水位调节特性稳定、可靠；疏水管道内介质全部为液态，消除了汽液两相流对管道的冲刷，消除了因管壁减薄而发生爆破的隐患，提高了设备安全性。

6结束语

国电电力邯郸热电厂根据12号220MW机组提高给水温度的成功经验，对11、13号同型220MW机组的运行情况进行调查分析，分别于13号机组B级检修、11号机组A级检修中对其高压回热系统实施技术改造。主要实施措施包括：按照原始设计恢复已拆除及打死堵部分的空气系统，将高压加热器原螺栓拼装结构水室

隔板改造为全焊接结构水室隔，将高压加热器原汽液两相流自调节液位控制器更换为笼式防空化电动调节阀，将5号高压加热器调节阀安装位置由0 m 5号高压加热器与疏水冷却器之间更改至靠近除氧器的位置，位于18 m通向除氧器的水平疏水管路上。实施后，11号机组给水温度由236 ℃升高至240 ℃；11、13号机组高压回热疏水系统投入自动调节，疏水管道内介质全部为液态，消除了汽液两相流对管道的冲刷，根治了管壁减薄易爆破的隐患，保证了设备系统的安全性。

本文责任编辑：齐胜涛

Cause Analysis and Treatment on Temperature Reducingof 220 MW Unit Feed Water

Yan Hui

(Guodian Handan Thermal Power Plant,Handan 056000，China)

Abstract：This paper introduces the operational aspect of high pressure regenerative system, and the phenomenon of low feed water temperatue of the No.12 220 MW unit in Guodian Handan thermal power plan, considers that heater terminal difference increasing results in the great decrease of thermal efficiency, results in the decrease of feed water temperature, analyzes the cause of heater terminal difference increasing, changing the modification measures such as hydrophobic cooler is put forward, effectively improve the water supply temperature.

Key words:feed water temperature; regenerative system; heater

中图分类号：TM621

文献标志码：B

文章编号：1001-9898(2016)01-0041-03

作者简介：严晖(1972-)，男，工程师，主要从事热电厂生产技术管理工作。

收稿日期：2015-11-03