侯曉青 高飛

青島金海熱電有限公司青島金泓熱電有限公司 山東青島 266111

在整個鍋爐及熱力系統(tǒng)中，汽水品質(zhì)好壞至關(guān)重要。當(dāng)其品質(zhì)不滿足要求時會造成鍋爐、管道及過熱器、再熱器等設(shè)備腐蝕和結(jié)垢，甚至引起鍋爐爆管、汽輪機(jī)飛車等事故。為保證汽水品質(zhì)合格，必須對給水、爐水及蒸汽品質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)督和化驗[1]。汽水樣品的采集是保證分析結(jié)果準(zhǔn)確性的一個重要步驟，需要從鍋爐及其熱力系統(tǒng)的各個部位取出有代表性的汽水樣品，因此需要選取好取樣器及取樣冷卻器[1]。汽水取樣冷卻器用于鍋爐房或發(fā)電廠內(nèi)汽水化驗取樣冷卻。鍋爐及熱力系統(tǒng)中的水大都溫度較高，而高水溫不便于取樣，也不便于測定，在取樣中應(yīng)加以冷卻，所以要把取樣點的樣品引進(jìn)取樣冷卻器進(jìn)行冷卻，取樣冷卻器一般要求保證樣品證流量500～700mL/min時，冷卻到30～40℃，滿足中華人民共和國電力行業(yè)DL/T457—91的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的敞開式自來水系統(tǒng)造成設(shè)備腐蝕與資源的浪費，將其改成密閉式除鹽水冷卻系統(tǒng)將節(jié)約用水、回收熱量，減少設(shè)備腐蝕情況的發(fā)生。

1 決策要點

我公司汽水取樣器冷卻水系統(tǒng)為傳統(tǒng)的敞開式自來水系統(tǒng)，即使用自來水對給水、爐水及蒸汽進(jìn)行冷卻，冷卻水直接排入地溝。排入地溝的自來水水質(zhì)并未發(fā)生變化，且攜帶大量熱量，造成浪費。為了避免水和熱的浪費，我公司將敞開式自來水冷卻系統(tǒng)改為密閉式除鹽水冷卻系統(tǒng)。

1.1 節(jié)約成本

將敞開式自來水冷卻系統(tǒng)改為密閉式除鹽水冷卻系統(tǒng)，利用除鹽水管道的除鹽水對給水、爐水、蒸汽進(jìn)行冷卻，冷卻后的回水進(jìn)入除氧器。既保證水的合理回收，節(jié)約用水成本，又將進(jìn)入除氧器前的除鹽水加熱，減少除氧器的負(fù)荷[2]。

1.2 保證安全

原有冷卻水系統(tǒng)采用自來水，自來水水質(zhì)較差，易導(dǎo)致取樣器結(jié)垢和腐蝕。取樣器結(jié)垢導(dǎo)致冷卻效果差，腐蝕使取樣系統(tǒng)遭到破壞而無法保證取樣的準(zhǔn)確性，并且存在安全隱患。除鹽水水質(zhì)好，能保證整個管道的穩(wěn)定使用，極大的減少了結(jié)垢和腐蝕的危害。

2 工作過程

（1）原冷卻水進(jìn)水管道、出水管道及汽水取樣冷卻器拆除。

（2）新冷卻水進(jìn)水管道、出水管道及汽水取樣冷卻器安裝。

①安裝12臺全不銹鋼取樣冷卻器。

②4米管道層化學(xué)至除氧器除鹽水母管到7米鍋爐汽水取樣間冷卻水入口安裝汽水取樣器冷卻水進(jìn)水管道，管道采用304不銹鋼。除鹽泵壓力0.36MPa，冷卻水進(jìn)口管道壓力0.20MPa。

③7米鍋爐汽水取樣間至13米除氧器除氧頭補(bǔ)水口安裝汽水取樣器冷卻水回水管道，管道采用304不銹鋼。冷卻水回水壓力0.18MPa。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

我公司有兩臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐在采暖期運行，汽水取樣系統(tǒng)共有12根取樣管，其中過熱蒸汽取樣管2根，飽和蒸汽取樣管4根，爐水取樣管4根，給水取樣管2根。根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)DL/T457-91標(biāo)準(zhǔn)要求，我公司實際運行情況如下：供熱季自來水平均溫度5℃，冷卻后自來水平均溫度15℃，取樣水出口溫度35℃，每根取樣管水樣流量600ml/min，過熱蒸汽溫度450℃，飽和蒸汽溫度330℃，爐水溫度305℃，給水溫度150℃，每年供熱季142天。

每年每根取樣管水樣總質(zhì)量為m：每年將過熱蒸汽溫度從450℃降至35℃所需冷卻用自來水量m1：

式中c為水的比熱容，4.2×103J/kg·℃；t1為過熱蒸汽溫度，℃；t0為取樣水出口溫度，℃；t水為冷卻后自來水平均溫度，15℃；t為自來水平均溫度，5℃。

每年自來水將過熱蒸汽溫度從450℃降至35℃吸收的熱量Q1：

式中c、m、t1、t0同式（2）中的解釋。

每年將飽和蒸汽溫度從330℃降至35℃所需冷卻用自來水量m2：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t2為飽和蒸汽溫度，℃。

每年自來水將飽和蒸汽溫度從330℃降至35℃吸收的熱量Q2：

式中c、m、t2、t0同式（4）中的解釋。

每年將爐水溫度從305℃降至35℃所需冷卻用自來水量m3：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t3為爐水溫度，℃。

每年自來水將爐水溫度從305℃降至35℃吸收的熱量Q3：

式中c、m、t3、t0同式（6）中的解釋。

每年將給水溫度從150℃降至35℃所需冷卻用自來水量m4：

（8）

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t4為給水溫度，℃。

每年自來水將給水溫度從150℃降至35℃吸收的熱量Q4：

式中c、m、t4、t0同式（8）中的解釋。

節(jié)約自來水量M：

回收熱量Q：

4 安全評價

汽水取樣冷卻器改造前取樣盤管結(jié)垢情況嚴(yán)重，造成冷卻效果不佳，取樣溫度過高，部分取樣管水樣溫度超過40℃，化驗人員取樣時存在被燙傷的危險。另外，改造前，汽水取樣冷卻器已經(jīng)出現(xiàn)部分位置腐蝕的情況，如果不及時更換改造會導(dǎo)致冷卻水泄漏而影響冷卻過程。改造后采用除鹽水作為冷卻介質(zhì)，除鹽水水質(zhì)好，能保證整個管道的穩(wěn)定使用，極大的減少了結(jié)垢和腐蝕的危害[3]。

5 結(jié)語

金海熱電有限公司兩臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐將敞開式自來水冷卻系統(tǒng)改為密閉式除鹽水冷卻系統(tǒng)后可節(jié)約自來水約4萬噸，回收熱量約1700GJ，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。改造后也取得了良好的安全效益，減少了取樣器及管道的結(jié)垢和腐蝕情況，保證了設(shè)備的安全運行。此項改造達(dá)到了預(yù)期效果。