论文部分内容阅读
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.019
摘 要：随着电力行业的不断发展，火电机组的参数不断提高，对水汽品质的要求越来越高，作为水汽品质质量监控的重要设备水汽采样架的冷却效果，是影响监控及水质调整的重要因素，如水样温度过高，不仅测定数据误差较大，还会造成水汽在线仪表的高温损坏，且因高温高压蒸汽的冲蚀，会造成高压阀门频繁内漏，更换频次较高，侯马热电水汽采阀门均为进口不锈钢阀，价位较高，维护量及费用都较高。本论文提出通过增加一级预冷却装置，定期清理板式冷却器来提高冷却效果，以达到节省维护量及生产费用的目的，同时保证在线仪表的正常运行及指示准确，保证水汽品质持续稳定。
关键词：提高 采样架 冷却 效果 探索
中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0019-003
侯马热电机组投产两年多来，在投运的一年之内，化学水汽采样架冷却效果能够满足运行需要，一年之后，特别是夏季，冷却效果有所降低，水汽在线仪表运行条件较为恶劣，严重时影响到指示的准确性和表计的安全性；且水汽一次高压阀因高温高压蒸汽冲蚀，多次内漏更换，每年平均更换8个高压阀门，且必须在机组停运期间处理。机组运行时不处理还在较大的安全隐患，损坏仪表，运行人员的安全性受到威胁，为了解决上述问题，在进行了多方调研后，并对现场进行了认真的分析，决定进行技术改进。
1 原水汽采样系统情况说明
侯马热电化学水汽采样系统为连续取样，具备在线仪表分析和人工取样分析的条及。分析相关水汽品质，显示、记录相关参数和曲线，并对检测对象的异常工况进行报警。装置应具有样水超温、样水断流、冷却水断流的自动隔离保护措施，并声光报警，信号送到汽水取样及加药PLC控制系统，高温高压架与仪表屏分开布置，布置在不同的房间。仪表屏下设人工取样槽。
减压器出口样品水额定流量：1500～2000mL/min。
减压器出口样品水压力：0.5～0.8MPa。
冷却器出口样品水温度：≤25℃～36℃。
恒温装置出口样品水温度：（25±1）℃。
低压样品管路系统选用不锈钢管。
冷却器采用浸液型不锈钢冷却器。
减压阀采用进口不锈钢减压阀。
高温高压阀门的阀口和阀尖应选用耐高温高压的合金钢。高压阀采用进口阀。
高温架排放水母管应设冷却器，其冷却后水温应达到排放要求。
高温架冷却水进水母管上设置靶式流量控制器，当冷却水断流时能将信号送至精處理PLC及仪表屏光子盘并进行声光报警。
装置应设有供电用的配电箱或配电柜，并有自动空气开关。每一仪表应装设分路开关并应设有自动保护装置。
高温高压样水管应设置安全阀。
恒温装置采用机械式全系统恒温装置，恒温装置的压缩机采用进口设备。全系统恒温装置应能保证pH测量仪表的精确度。
2 改进方案
根据以上设备情况，我们计划采用以下方法给予改进，以解决高压阀门冲蚀内漏的问题、冷却效果保持时间较短问题，清洗工作量较大及安全运行等问题。
2.1 对水汽板式换热器进行定期清洗
侯马热电机组投运已两年多，循环水质为侯马市城市污水经生物、石灰深度处理后水质，水质较差，悬浮物较多，水汽采样板式换热器的循环水侧易有泥渣沉积。经2017年机组停运期间进行换热器解体检查，情况和分析的相符，板面上的瘀泥厚度平均1.5mm厚，循环水流通量受到很大的减少，今年春季时也现有采样架温度达35℃以上，析换热器表面发烫，根本原因就在于此。经过高压水的冲洗清理后回装，投运后运行恢复正常，水样冷却效果达刚投产时水平。根据机组运行情况，我们将把换热的定期清洗列为每次大、中、小修的必修项目，每年安排一次清洗工作，做到提前控制，确保水汽采样架冷却效果正常。
2.2 在采样架高压阀前增加预冷却装置
为了进一步提高冷却效果，减少一次高压阀门的冲蚀，计划在采样架高压阀前增加预冷却装置。理论上，高温高压蒸汽经一次预冷却后，温度及压力都有大幅降低，能有效降低高压阀门的冲蚀。具体改造方案如下。
2.2.1 目的
由于高温高压阀门材料均采用不锈钢材料制作，不锈钢材料在350℃以上时均会出现强度下降，如果高温高压样水直接进入高压阀，取样装置上进口高压阀或国产高压阀均会出现阀门损坏或泄漏现象，造成维护工作量大和维护费用高。
在水汽取样装置前设置预冷装置，将高温高压样品先引入预冷装置，预冷却后再进入水汽取样装置一次门、二次门。可使高温高压样样品温度降至100℃左右，能减轻对高压阀的冲蚀，延长高压阀的使用寿命。维护率可降低至原来的20%～30%。
预冷装置采用GN01A型冷却器对样品单独冷却，不采用大水箱式预冷方式（将冷却盘管浸入大水箱内），GN01A冷却器盘管采用φ12×3不锈钢管，总长9.5m，热交换面积达到0.32m2，可将650℃的蒸汽冷却到100℃左右的水，由于样水管壁厚3mm，所以它能承受样水与冷却水之间很高的温差，使用寿命长。预冷装置冷却利用原降温架冷却水回水，不需再增加冷却水。
同时，经过预冷后，样水温度可降到100℃左右，再经过降温架的两级冷却以及恒温，样水温度可冷却到25±1℃，完全能满足仪表测量的要求。
2.2.2 技术参数
（1）预冷架。外形尺寸：1650×600×1600mm；运行荷重：800kg；冷却水：利用水汽取样装置降温架冷却水出口水；样水进口管：Ф12×3，1Cr18Ni9Ti；样水出口管：Ф12×2，1Cr18Ni9T；冷却水管：Ф89×4，1Cr18Ni9T。
（2）预冷却器（见表1）。
2.2.3 设备清单
设备清单见表2。
2.2.4 实践情况
该方案经在多个电厂实施达到了预期的效果，每年可节省检修费用12万元，其潜在的安全效益更大，我们将在本厂予以实施。
为了延长水汽采样架的换热周期，减少对机组运行的影响，减轻维护人员的工作量，建议每台机组增加一套板式换热器，采用两用一备方式运行，冷却面积扩大了一倍，可以在运行状态下清洗备用设备，可解决必须机组停运才能清洗的问题。
对循环水进行物理净化处理。因循环水悬浮物多且没有排污口，如果能对循环水增加旁路过滤装置，经过机械式过滤器可逐渐减少循环水对换热器的污堵，延长清洗周期。
上述4点技术改进方案在该厂已得到实施的为一项，其余三项在其他电厂均有不同程度的应用，均达到了预期的效果。我们将在本厂积极推动尽快予以实施，力促上述技改的早日得以应用，以确保机组水汽品质的高标准监控，降低人员劳动强度减少维护量，同时节约生产费用，提高水汽采样系统的运行安全。
3 經济效益情况
经上述改造后，可节约设备检修及维护费用约20万元。具体核算见表3。
4 推广情况
上述水汽采样架的相关改造方案在各兄弟电厂已相继得以不同程度的实施，均取得了良好的效果，对化学监督工作起到了较好的促进和保证作用，可以进行推广使用，且年数越多，其经济效益越显著，减省了维护检修费用，减了检修人员的维护及检修工作量，提高了水汽采样架的运行安全性、可靠性。
参考文献
[1] 闻人勤，丁桓如，杜方正，等.发电机内冷水铜导线腐蚀的原因及影响因素分析[J].华北电力技术，2003（3）：15-17.
[2] 肖作善.热力发电厂水处理[M].北京：中国电力出版社，1996.
[3] 河南省电力公司.火电工程调试技术手册[M].北京：中国电力出版社，2007.
摘 要：随着电力行业的不断发展，火电机组的参数不断提高，对水汽品质的要求越来越高，作为水汽品质质量监控的重要设备水汽采样架的冷却效果，是影响监控及水质调整的重要因素，如水样温度过高，不仅测定数据误差较大，还会造成水汽在线仪表的高温损坏，且因高温高压蒸汽的冲蚀，会造成高压阀门频繁内漏，更换频次较高，侯马热电水汽采阀门均为进口不锈钢阀，价位较高，维护量及费用都较高。本论文提出通过增加一级预冷却装置，定期清理板式冷却器来提高冷却效果，以达到节省维护量及生产费用的目的，同时保证在线仪表的正常运行及指示准确，保证水汽品质持续稳定。
关键词：提高 采样架 冷却 效果 探索
中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0019-003
侯马热电机组投产两年多来，在投运的一年之内，化学水汽采样架冷却效果能够满足运行需要，一年之后，特别是夏季，冷却效果有所降低，水汽在线仪表运行条件较为恶劣，严重时影响到指示的准确性和表计的安全性；且水汽一次高压阀因高温高压蒸汽冲蚀，多次内漏更换，每年平均更换8个高压阀门，且必须在机组停运期间处理。机组运行时不处理还在较大的安全隐患，损坏仪表，运行人员的安全性受到威胁，为了解决上述问题，在进行了多方调研后，并对现场进行了认真的分析，决定进行技术改进。
1 原水汽采样系统情况说明
侯马热电化学水汽采样系统为连续取样，具备在线仪表分析和人工取样分析的条及。分析相关水汽品质，显示、记录相关参数和曲线，并对检测对象的异常工况进行报警。装置应具有样水超温、样水断流、冷却水断流的自动隔离保护措施，并声光报警，信号送到汽水取样及加药PLC控制系统，高温高压架与仪表屏分开布置，布置在不同的房间。仪表屏下设人工取样槽。
减压器出口样品水额定流量：1500～2000mL/min。
减压器出口样品水压力：0.5～0.8MPa。
冷却器出口样品水温度：≤25℃～36℃。
恒温装置出口样品水温度：（25±1）℃。
低压样品管路系统选用不锈钢管。
冷却器采用浸液型不锈钢冷却器。
减压阀采用进口不锈钢减压阀。
高温高压阀门的阀口和阀尖应选用耐高温高压的合金钢。高压阀采用进口阀。
高温架排放水母管应设冷却器，其冷却后水温应达到排放要求。
高温架冷却水进水母管上设置靶式流量控制器，当冷却水断流时能将信号送至精處理PLC及仪表屏光子盘并进行声光报警。
装置应设有供电用的配电箱或配电柜，并有自动空气开关。每一仪表应装设分路开关并应设有自动保护装置。
高温高压样水管应设置安全阀。
恒温装置采用机械式全系统恒温装置，恒温装置的压缩机采用进口设备。全系统恒温装置应能保证pH测量仪表的精确度。
2 改进方案
根据以上设备情况，我们计划采用以下方法给予改进，以解决高压阀门冲蚀内漏的问题、冷却效果保持时间较短问题，清洗工作量较大及安全运行等问题。
2.1 对水汽板式换热器进行定期清洗
侯马热电机组投运已两年多，循环水质为侯马市城市污水经生物、石灰深度处理后水质，水质较差，悬浮物较多，水汽采样板式换热器的循环水侧易有泥渣沉积。经2017年机组停运期间进行换热器解体检查，情况和分析的相符，板面上的瘀泥厚度平均1.5mm厚，循环水流通量受到很大的减少，今年春季时也现有采样架温度达35℃以上，析换热器表面发烫，根本原因就在于此。经过高压水的冲洗清理后回装，投运后运行恢复正常，水样冷却效果达刚投产时水平。根据机组运行情况，我们将把换热的定期清洗列为每次大、中、小修的必修项目，每年安排一次清洗工作，做到提前控制，确保水汽采样架冷却效果正常。
2.2 在采样架高压阀前增加预冷却装置
为了进一步提高冷却效果，减少一次高压阀门的冲蚀，计划在采样架高压阀前增加预冷却装置。理论上，高温高压蒸汽经一次预冷却后，温度及压力都有大幅降低，能有效降低高压阀门的冲蚀。具体改造方案如下。
2.2.1 目的
由于高温高压阀门材料均采用不锈钢材料制作，不锈钢材料在350℃以上时均会出现强度下降，如果高温高压样水直接进入高压阀，取样装置上进口高压阀或国产高压阀均会出现阀门损坏或泄漏现象，造成维护工作量大和维护费用高。
在水汽取样装置前设置预冷装置，将高温高压样品先引入预冷装置，预冷却后再进入水汽取样装置一次门、二次门。可使高温高压样样品温度降至100℃左右，能减轻对高压阀的冲蚀，延长高压阀的使用寿命。维护率可降低至原来的20%～30%。
预冷装置采用GN01A型冷却器对样品单独冷却，不采用大水箱式预冷方式（将冷却盘管浸入大水箱内），GN01A冷却器盘管采用φ12×3不锈钢管，总长9.5m，热交换面积达到0.32m2，可将650℃的蒸汽冷却到100℃左右的水，由于样水管壁厚3mm，所以它能承受样水与冷却水之间很高的温差，使用寿命长。预冷装置冷却利用原降温架冷却水回水，不需再增加冷却水。
同时，经过预冷后，样水温度可降到100℃左右，再经过降温架的两级冷却以及恒温，样水温度可冷却到25±1℃，完全能满足仪表测量的要求。
2.2.2 技术参数
（1）预冷架。外形尺寸：1650×600×1600mm；运行荷重：800kg；冷却水：利用水汽取样装置降温架冷却水出口水；样水进口管：Ф12×3，1Cr18Ni9Ti；样水出口管：Ф12×2，1Cr18Ni9T；冷却水管：Ф89×4，1Cr18Ni9T。
（2）预冷却器（见表1）。
2.2.3 设备清单
设备清单见表2。
2.2.4 实践情况
该方案经在多个电厂实施达到了预期的效果，每年可节省检修费用12万元，其潜在的安全效益更大，我们将在本厂予以实施。
为了延长水汽采样架的换热周期，减少对机组运行的影响，减轻维护人员的工作量，建议每台机组增加一套板式换热器，采用两用一备方式运行，冷却面积扩大了一倍，可以在运行状态下清洗备用设备，可解决必须机组停运才能清洗的问题。
对循环水进行物理净化处理。因循环水悬浮物多且没有排污口，如果能对循环水增加旁路过滤装置，经过机械式过滤器可逐渐减少循环水对换热器的污堵，延长清洗周期。
上述4点技术改进方案在该厂已得到实施的为一项，其余三项在其他电厂均有不同程度的应用，均达到了预期的效果。我们将在本厂积极推动尽快予以实施，力促上述技改的早日得以应用，以确保机组水汽品质的高标准监控，降低人员劳动强度减少维护量，同时节约生产费用，提高水汽采样系统的运行安全。
3 經济效益情况
经上述改造后，可节约设备检修及维护费用约20万元。具体核算见表3。
4 推广情况
上述水汽采样架的相关改造方案在各兄弟电厂已相继得以不同程度的实施，均取得了良好的效果，对化学监督工作起到了较好的促进和保证作用，可以进行推广使用，且年数越多，其经济效益越显著，减省了维护检修费用，减了检修人员的维护及检修工作量，提高了水汽采样架的运行安全性、可靠性。
参考文献
[1] 闻人勤，丁桓如，杜方正，等.发电机内冷水铜导线腐蚀的原因及影响因素分析[J].华北电力技术，2003（3）：15-17.
[2] 肖作善.热力发电厂水处理[M].北京：中国电力出版社，1996.
[3] 河南省电力公司.火电工程调试技术手册[M].北京：中国电力出版社，2007.