改進高加疏水 提高蒸汽熱利用率

武 峰 田希源 王曉華

（兗礦國宏化工有限公司 山東 鄒城 273512）

1 兗礦國宏電廠高加簡介

兗礦國宏電廠的機組為C25-8.83/2.45， 其中一抽為2.45MPa， 可供2# 高加使用； 還有一路為非調整抽氣， 壓力0.8158MPa，供1#高加使用。 從除氧器出來的主給水為132℃，過1#高加水溫到172℃，過2#高加水溫可以到215℃。 高加疏水雖有四路，但正常運行時主要回收除氧器。另外，有一路低壓蒸汽（1.1MPa）可在發電汽輪機停機后供應1#高加的用氣。

這兩臺高加的結構特點：順置立式布置，傳熱管為U 形管、雙流程，水室為大口并具有自密封結構。 高壓加熱器采用水平方向進、出給水。 水室為圓筒體結構，內部裝有二流程的分隔板，采用自密封結構，給水壓力越高，密封性能越好。 管束即進行熱交換的U 形管，分為過熱蒸汽冷卻段和蒸汽凝結段兩個傳熱區，過熱蒸汽冷卻段設有包殼，在蒸汽入口裝有不銹鋼擋汽板，以防止蒸汽直接沖刷管束。

每臺高加都有過熱蒸汽冷凝段和蒸汽凝結段二個傳熱區段，蒸汽先經過過熱蒸汽冷卻段冷卻，再進入蒸汽凝結段凝結成疏水，疏水由疏水閥控制，由壓力較高的2# 高加排入壓力較低的1# 高加，而壓力較低高加疏水，經過疏水手動閥控制排至除氧器，另外還有一路緊急放水閥緊急情況下疏水外排。 本身雖有汽液兩相流疏水器（YWK_3 型）自動調節水位，但是生產過程中經常低水位運行，需要靠疏水手動閥輔助控制疏水水位。

2 統計高加使用率

通過統計，兗礦國宏運行的近三年內，高加投入率相當低：1# 高加總共運行573 天，使用率52.33%，2# 高加運行30天，使用率2.74%。畢竟是化工廠，發電不是主業，發電汽輪機運行時間有限，我們暫且不考慮這個因素。 就拿全廠正常運行來說，1# 高加使用外界蒸汽，利用率也不超過60%。

在統計中， 因為系統波動需要退高加用氣有十七次，因為高加疏水管線出現漏點需退高加有六次，高加意外滿水懷疑水側有漏點而退高加兩次。

3 分析使用率低原因

外因：化工生產不確定因素多，高加所用蒸汽量隨時變化，蒸汽量不足是使用率低的外界原因。

內因：高加疏水問題。 從以下三點分析：

1）長期低水位運行，汽液兩相流的自動功能并沒有發揮作用。

通過調查， 該廠運行高加期間大部分時間為低水位運行，水位在200mm 左右。

維持高加運行的正常水位，是保證高加正常運行的重要條件。 水位過低或無水位運行，對高加的經濟安全運行造成很大危害。 當無水位運行時，蒸汽通過高加的汽側進入疏水管道，從而使部分高參數的蒸汽成了較低參數的蒸汽，降低了回熱效果，而蒸汽夾帶水珠流經管束尾部，特別對疏水冷段管束沖蝕危害甚大。 因此，應禁止長期無水位運行，盡量避免低水位運行。

2）疏水管道彎頭所受沖蝕力大。

兩相流體會嚴重沖刷疏水管道及其附件， 并產生振動，尤其對疏水管彎頭及疏水調節閥損害較大。 實踐證明，幾次疏水漏點都在彎頭處。

3）不注意啟停，溫升和溫降速率過快。

由于機組采用壓力法額定參數啟停，蒸汽系統和給水系統采用的是母管制，高加進汽源由原來的機組抽汽改為從低壓蒸氣管道接一路汽源，故高加可以不隨同機組同時啟停。 高加可以隨時啟動，負荷逐漸增加，壓力、流量及加熱器水溫是逐漸上升的，金屬的溫升可控制在較小范圍內，減少了管系與管板的溫差，可避免管系脹口松弛和管系膨脹不均而引起的漏泄。

高加啟停中水位不易控制， 一旦管系泄漏操作比較緊張。 其中重要的是溫升、溫降率的的熱應力。 根據經驗，通常以出口水溫的變化為判斷依據。 高壓加熱器建議溫升不大于3～5℃／min，溫降不大于2℃／min，把溫降限制值小于溫升值，是由于停用時，總是先停汽源，而給水仍通過加熱器，此時管壁溫度高于給水溫度，較冷的給水流經管子，使管子首先冷卻收縮，容易在管子和管板的結合面上造成破壞。 因此在運行中不僅要重視溫升速度，也不能忽視對溫降率的控制。

4 可實施的解決辦法

外因導致的蒸汽不足我們無法改變，下面是內因的一些可實施解決辦法：

1）查找汽液兩相流不能高水位運行原因，更換不靈敏配件。

汽液兩相流自調節水位控制器是基于流體力學理論和控制原理，利用汽液兩相流的流動特性設計的一種全新概念的液位控制器，屬自力式智能調節，需消耗少量的汽（約為排水量的1-2%）作為執行機構的驅動源。 信號管的作用是發送水位信號和變送調節用汽； 調節器的作用是控制出口水量，相當于自動調節系統中的執行機構。 當加熱器的水位升高時，信號管內的水位隨之上升，導致發送的調節汽量減少，因而流過調節器中兩相流的汽量減少、水量增加，加熱器的水位隨之下降。反之亦然。由此實現了加熱器水位的自動控制。

通過上面的介紹，應該首先對信號管進行檢查看是否需要更換，其次檢查調節器是否靈敏。 還有需要注意正常運行要關閉旁路閥，且旁路閥必須嚴密無內漏。 最后還要注意排大氣閥不能內漏（例如緊急放水閥）。

2）必要時在手動調節閥后加一個調節閥，該閥可以在DCS上控制，做雙重保障。 運行人員也要加強監督，一旦疏水自動調節裝置不能自動維持水位時，應切換該套系統控制正常水位。

3）加強培訓，避免啟停溫升溫降操作失誤。

4）減緩對疏水管道彎頭的沖蝕。 對現存的疏水管道特別是彎頭的沖蝕損害，可將調節閥后的管道和全部疏水管的彎頭壁加厚，做到定期檢查及時更換。

5 結束語

通過改進，高加使用率的上升使蒸汽熱能使用效率大大提高，同時降低蒸汽的熱能損失。 汽液兩相流疏水器和DCS調節閥雙重保護保證高加不因自身內因退出，不僅對高加意義重大，而且可以預防高加爆管事故。

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