郭永華

摘要：欽州燃煤電廠一期2×630MW機(jī)組開(kāi)閉式水板式換熱器（簡(jiǎn)稱(chēng)板換）投入使用后，開(kāi)式水側(cè)（冷源）極容易發(fā)生物理堵塞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響換熱效果進(jìn)而制約機(jī)組在夏天高負(fù)荷運(yùn)行，自從在開(kāi)式水側(cè)增裝反流沖洗管路后，同機(jī)A、B板換開(kāi)式水側(cè)互通，雙板換正反流切換運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗，徹底取消了日常維修的人力和備件投入。對(duì)于類(lèi)似系統(tǒng)設(shè)備在設(shè)計(jì)安裝時(shí)降低成本、減少占用空間具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：板式換熱器正反流沖洗

1概述

欽州燃煤電廠一期工程2×630MW機(jī)組配置2×2臺(tái)開(kāi)閉式循環(huán)水板式換熱器，設(shè)計(jì)運(yùn)行方式為一運(yùn)一備。是向主機(jī)潤(rùn)滑油、給水泵電機(jī)、給水泵潤(rùn)滑油、發(fā)電機(jī)定子、發(fā)電機(jī)氫氣、EH油、磨煤機(jī)主軸承、凝結(jié)水泵電機(jī)、磨煤機(jī)減速箱等用戶冷卻器提供冷卻水源的重要組成設(shè)備。

閉式冷卻水系統(tǒng)的回水通過(guò)閉式冷卻水泵升壓，再經(jīng)板式換熱器冷卻后，向各用戶提供冷卻水，水質(zhì)為除鹽水，供水母管口徑DN600mm，要求最高溫度≯38℃。

取自凝汽器循環(huán)水進(jìn)水管的開(kāi)式水通過(guò)旋轉(zhuǎn)濾水器過(guò)濾后，進(jìn)入開(kāi)式循環(huán)水泵升壓，再經(jīng)板式換熱器將閉式循環(huán)水冷卻后排入凝汽器循環(huán)水出水管，水質(zhì)為海水，供水母管口徑DN800mm，夏天最高水溫33℃。

2設(shè)備存在問(wèn)題及原因分析

2.1解體清理消除污垢影響后，同機(jī)板式換熱器也無(wú)法實(shí)現(xiàn)一運(yùn)一備，根本滿足不了“單臺(tái)板換應(yīng)在循環(huán)水溫33℃及120%閉式水量的情況下安全可靠地連續(xù)運(yùn)行，并保證滿足閉式循環(huán)水冷卻”的基本要求，屬設(shè)計(jì)遺留問(wèn)題。

2.2開(kāi)式循環(huán)水泵入口旋轉(zhuǎn)濾水器不能保證出水一定潔凈無(wú)顆粒，總會(huì)有許多貝殼碎片、泥沙等聚集在板換開(kāi)式水進(jìn)水側(cè)（如右圖），造成堵塞。進(jìn)出水壓力0.4MPa/0.1MPa，壓降達(dá)300KPa以上，當(dāng)海水溫度27℃時(shí)閉式水溫度可達(dá)41℃，兩臺(tái)板換同時(shí)運(yùn)行也不能保證機(jī)組630MW負(fù)荷時(shí)的安全穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)風(fēng)溫高、主機(jī)潤(rùn)滑油溫高。

2.3運(yùn)行期間關(guān)閉開(kāi)式水出口閥，僅靠存水自重從放水管反流沖洗有效果但不能持久。

2.4板換閉式水進(jìn)出水門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，運(yùn)行期間無(wú)法完全隔離進(jìn)行解體清理。

2.5解體檢查發(fā)現(xiàn)換熱片兩側(cè)均不結(jié)垢，只有一層薄薄的浮泥，能夠很快刷洗干凈。也就是說(shuō)未發(fā)生化學(xué)堵塞，只是物理堵塞。

3改進(jìn)的必要性

3.1解決因板換進(jìn)出水門(mén)不嚴(yán)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)一運(yùn)一備而長(zhǎng)期困擾板換清理困難的問(wèn)題。

3.2減輕板換檢修維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3保障閉式冷卻水溫度達(dá)標(biāo)度夏，解決板換效果差的問(wèn)題。

3.4消除開(kāi)式水旋轉(zhuǎn)濾水器精度低及發(fā)生故障后對(duì)板換的影響。

4方案優(yōu)化

4.1經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲，均因效果預(yù)期不理想、投資大、系統(tǒng)復(fù)雜等因素否定了下列方案：增加換熱片數(shù)量、同一板換閉式水接引沖洗水源、從開(kāi)式泵出水母管接引反流沖洗水源、同一板換開(kāi)式水支管加裝交錯(cuò)反流管路、板換開(kāi)式水進(jìn)口自由端開(kāi)孔加裝可抽洗筒狀濾芯及排污門(mén)、板換開(kāi)式水進(jìn)口加裝可在線清理濾網(wǎng)、開(kāi)式水母管加裝反流聯(lián)絡(luò)管路等。

4.2如圖所示，“同機(jī)A、B板換開(kāi)式水側(cè)互通，實(shí)現(xiàn)雙板換正反流運(yùn)行，達(dá)到自動(dòng)反沖洗的目的”，成為最終方案。此方案無(wú)需改變現(xiàn)有管路，單側(cè)板換開(kāi)式水側(cè)隔離即可施工、投資省、見(jiàn)效快、持久性好、預(yù)期效果最佳。改造時(shí)可將反流管始端插入原進(jìn)水管底部，以利底部雜物順利排出。

5改造注意事項(xiàng)

5.1反流管路通流口徑盡可能與入口管等徑。

5.2由于介質(zhì)為海水，管材首選316L，若選PVC等材質(zhì)則必須足以承受0.6MPa以上壓力且能承受一定的水沖擊。

5.3需要注意保護(hù)原管道襯膠防腐部位，必要時(shí)二次防腐處理。

5.4反流閥若有條件，安裝電動(dòng)球閥，接入DCS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控，新裝閥門(mén)名稱(chēng)定為“開(kāi)式水反流閥1”、“開(kāi)式水反流閥2”

5.5改造時(shí)影響安裝的原系統(tǒng)閥門(mén)電動(dòng)頭，壓力表、溫度表可適度移位，并校準(zhǔn)。

6運(yùn)行操作

6.1按原系統(tǒng)正常運(yùn)行或板換單側(cè)隔離：關(guān)閉反流閥1和反流閥2，再操作進(jìn)出口蝶閥。

6.2常開(kāi)反流閥1和反流閥2，操作進(jìn)出口蝶閥（遠(yuǎn)方/就地）實(shí)現(xiàn)正反流自動(dòng)反沖洗。

6.2.1板換A正流板換B反流：打開(kāi)A板換開(kāi)式水進(jìn)出水電動(dòng)蝶閥，關(guān)閉B板換開(kāi)式水進(jìn)出水電動(dòng)蝶閥。

6.2.2板換B正流板換A反流：打開(kāi)B板換開(kāi)式水進(jìn)出水電動(dòng)蝶閥，關(guān)閉A板換開(kāi)式水進(jìn)出水電動(dòng)蝶閥。

6.3建議每半月切換一次，讓雙板換連續(xù)正、反流相互沖洗運(yùn)行。

7改造后應(yīng)用情況

7.1欽州電廠#1、2機(jī)組利用庫(kù)存現(xiàn)有材料（DN200碳鋼彎頭、1Cr18Ni9Ti管道、蝶閥）進(jìn)行了改造安裝，管內(nèi)壁刷涂環(huán)氧瀝青厚涂底漆防腐。2008年7月16日首次對(duì)#1機(jī)A板換反流沖洗試驗(yàn)，結(jié)果如下：

7.2每年7-10月是欽州地區(qū)氣溫最高的時(shí)候，海水溫度可達(dá)33℃，就在這種條件下，閉式水溫一直控制在35℃以下，2008年9月兩臺(tái)機(jī)組接帶1280MW負(fù)荷照樣運(yùn)行，而在2007年同期需要連夜解體清理板換并在運(yùn)行板換上澆淋消防水方可勉強(qiáng)支撐。

7.3改造投入使用后，效果穩(wěn)定，在臨修期間也無(wú)需解體清理板換，其他如潤(rùn)滑油板換也不再解體清理，但由于受改造空間限制，反流管徑偏小，連續(xù)正反流運(yùn)行周期只能堅(jiān)持1-3天。

8效益分析

8.1閉式循環(huán)水系統(tǒng)是超臨界大容量火電機(jī)組一個(gè)重要組成部分，它是否能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到機(jī)組是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，其板式換熱器的熱交換效果直接關(guān)系到機(jī)組滿負(fù)荷安全度夏。實(shí)現(xiàn)雙板換正反流運(yùn)行自動(dòng)反沖洗使板換達(dá)到最佳換熱效果，有效地保障了機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

8.2在維修人力資源緊張的局面下，實(shí)現(xiàn)雙板換正反流運(yùn)行自動(dòng)反沖洗后，有效降低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

8.3采用海水為一次冷卻水源的板換，其材質(zhì)全部為T(mén)i材，價(jià)格相當(dāng)昂貴，為了保障換熱效果，每臺(tái)機(jī)組還增設(shè)了價(jià)值近200萬(wàn)元的開(kāi)式循環(huán)水泵2臺(tái)、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾水器2臺(tái)及大量耐海水管閥系統(tǒng)，并且占用汽機(jī)房大量空間。新設(shè)計(jì)電廠可以考慮雙板換或三板換等徑正反流運(yùn)行自動(dòng)反沖洗設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，取消開(kāi)式水泵與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾水器的投資。

8.4欽州電廠海水冷卻鈦管凝汽器二次濾網(wǎng)故障率高可靠性極差，可以考慮拆除二次濾網(wǎng)，進(jìn)行反流沖洗改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈群義：滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1991