热电厂回热系统技术改造措施

 一、 前言

汽轮机采用回热加热系统是提高机组运行经济性的重要手段之一。回热加热系统的运行可靠性和运行性能的优劣，直接影响整套机组的运行经济性。随着火力发电厂机组向大容量高参数发展，高压加热器(以下简称高加)承受的给水压力和温度相应提高；在运行中还将受到机组负荷突变、给水泵故障、旁路切换等引起的压力和温度的骤变，这些都会给高加带来损害。为此，除了在高加的设计、制造和安装时必须保证质量外，还要在运行维护等方面采取必要的措施，才能确保高加的长期安全运行。

二、存在的问题

为了确保热电厂的安全经济满发，各高加均应投入运行。如因故障必须停用高加时，应按照制造厂规定的高加停用台数和负荷的关系，或根据汽轮机抽汽压力来确定机组的允许最大出力。我厂高加在实际运行中存在的主要问题如下。

2.1 管子及管子与管板的泄漏

管子及胀口泄漏，是我厂高加存在的普遍问题。我厂一期共有三台高加其中两台高加运行温度达不到设计运行参数一般加热温度130℃(设计温度参数为150℃)热电厂l#、2#高加漏管率达20％以上，3#高加漏管也严重，(3#高加更换管束后运行稳定不再漏管)。且普遍有停运后再启动时漏管现象。目前热电厂一般处理办法是在检修中查漏后加堵，这样，在未完全明了泄漏是胀口漏还是管子本身泄漏的情况下，就会使原应加以补焊的管子都被堵死。

2.2 高压加热器装置密封设计不佳

热电厂高压加热器是采用自密封，由于长期运行高压加热器密封间隙处发生泄漏。据热力试验数据，其最终水温比3号高加出口水温度低10℃左右，检修后投运后，给水温度明显提高，但运行后不久即回复到原数值。检修中发现，其密封被水冲刷成坑洼严重，没有修复的意义。

2.3疏水系统自动不能投用

热电厂一期机组1号、2号高加，疏水自动不能投用，也常低水位运行，或经常性无水位运行，振动较大，疏水管冲刷严重，其碳钢弯头频繁被冲坏。

2.4水位计及水位讯号装置不能正常运行

水位计不能正常运行是热电厂普遍存在的问题，几乎不能投用。热电厂1#、2#高加自投运以来一直正常运行，电接点投运后不久即坏，看不准。热电厂对水位计采用磁反板水位计技术，并进行了改进，运行效果也不理想。

2.5水侧保护不可靠

热电厂高加危急疏水管道上一次门为手动，电动阀不能正常运行，所以，拆除了电动阀，运行中无法检修危急疏水阀。
三、 处理对策

针对上述我厂高加普遍存在的问题，加以归纳总结，提出以下的针对性措施。

3.1 关于钢管及胀口泄漏 ’

胀口泄漏主要原因可归结为不合理的结构和工艺设计、胀接和焊接质量不良及不适当的运行操作方式。而管子本身泄漏，除了管材质量外，主要是冲蚀、腐蚀及振动等原因。

我厂对1#、2#高加的壳体、管束进行更换，同时增大换热面积，但是高加的钢管及胀口的泄漏与运行的方式和操作方式有重要的关系，因而对运行工况的控制和操作中的维护显得十分重要。针对冲蚀和振动引起的管束损坏应采取以下对策：

3.1.1在任何情况下，为避免管束中焊缝受到较大的热应力冲击，启动速度不能太快，应控制单台加热器的给水温升小于5℃／min温降小于2℃／min。

3.1.2应避免低水位和无水位运行，防止疏水调节阀开度过大，而在疏水冷却段内引起闪蒸和汽水两相流。


3.1.3要监视和控制高加的热力参数，以防冲刷管束并激发振动。

3.1.4 对于已发现的管束泄漏，应及早停用检修，防止继发性冲蚀。

3.1.5应严格控制给水晶质，包括含氧量、pH值等防止腐蚀。对无铜的系统pH值应控制在9.2～9.8，含氧量应不大于15ug／1。

3.2 关于高加疏水系统

解决高加疏水系统的三大通病——“堵塞、振动及磨损是确保高加安全运行、提高高加投入率的重要因素。尤其三大通病之根源，都是由于高加疏水会产生两相流体的流动。据有关资料介绍，当流体从单相流转为两相流时，流体流速会扩大20倍以上，阻力成倍增长。运行中应注意以下问题。

3.2.1维持高加运行的正常水位，是保证高加正常运行的重要条件。水位过低或无水位运行，对高加的经济安全运行造成很大危害。当无水位运行时，蒸汽通过高加的汽侧进入疏水管道，从而使部分高参数的蒸汽成了较低参数的蒸汽，降低了回热效果，而蒸汽夹带水珠流经管束尾部，特别对疏水冷段管束冲蚀危害甚大。另外，这两相流体还会严重冲刷疏水管道及其附件，并产生振动，尤其对疏水管弯头及疏水调节阀损害较大。因此，应禁止长期无水位运行。我厂对高加疏水系统进行了改造，采用新型疏水调节装置，采用汽水混合调节阀，混合调节阀内芯采用不锈钢材料。

3.2.2对热工系统进行了改造，热工自动调节能满足各种运行工况，保证了调节性能，提高自动投入率，而运行人员应加强监督，一旦疏水自动调节装置不能自动维持水位时，应手动调节维持。

3.2.3减缓对疏水管道弯头的冲蚀。对现存的疏水管道特别是弯头的冲蚀损害，可将调节阀后的管道和全部疏水管的弯头壁加厚，用不锈钢弯头代替碳钢弯头，做到定期检查及时更换。
3.3 高加的启停

由于机组采用压力法额定参数启停，热电厂一期蒸汽系统和给水系统采用的是母管制，高加进汽源由原来的机组抽汽改为从机组的背压管道接一路汽源(背压0.98MPa)，故高加可以不随同机组同时启停。高加可以随时启动，负荷逐渐增加，压力、流量及加热器水温是逐渐上升的，金属的温升可控制在较小范围内，减少了管系与管板的温差，可避免管系胀口松弛和管系膨胀不均而引起的漏泄。

当然高加启停中水位不易控制，一旦管系泄漏操作比较紧张。其中重要的是温升、温降率的的热应力。根据经验，通常以出口水温的变化为判断依据。高压加热器厂家建议温升不大于3 ～5℃／min，温降不大于2℃／min，规定把温降限制值小于温升值，是由于停用时，总是先停汽源，而给水仍通过加热器，此时管壁温度高于给水温度，较冷的给水流经管子，使管子首先冷却收缩，容易在管子和管板的结合面上造成破坏。因此在运行中不仅要重视温升速度，也不能忽视对温降率的控制。

改造前与改造后的参数比较：
 

四、经济效益

4.1两相自调节液位疏水器和增加换热面积后，给水温度可由130℃提高至145℃，解决了加热器壳程无水运行的问题，并且使疏水系统的寿命大大提高，提高了加热器出口水温，能降低标准煤耗约4克／度，节能显著。一期机组年发电1．2亿度左右，考虑煤价上涨因素，每年节约煤上千吨，年可节约32．4万元，采用疏水器，延长使用寿命，安全可靠，减少维护和检修费用，能降低生产成本。年减少材料及检修费用2.1万元

4.2用高加水位电动保护装置，对高加及机组意义重大，可预防高加爆管及机组进水事故，折算经济效益16万元。

所以，总计经济效益为50．5万元，减去设备每年折旧费约5万元，综上所述年可刨效益45．5万元。

由此可见，高加运行对机组负荷和经济性的影响是很大的。因此，通过以上的措施对策，可提高热电厂对高加投用的重视，从而提高热电厂运行的经济效益。