低溫多效海淡系統中直流效的故障分析與處理

王丙貴

（神華河北國華滄東發電有限責任公司，河北 滄州 061113）

0 概 述

河北國華滄東發電有限責任公司的二期工程，建有國產首臺萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化裝置，該海淡裝置采用4＋2模式，蒸發器共有六效，其中再循環四效、直流效二效。蒸汽壓縮機抽汽位置置于第四效末端，第四效蒸發室產生的蒸汽有一部分與動力蒸汽混合至第一效循環做功。同時，第四效蒸發室產生的蒸汽其余部分進入第五、六效蒸發室繼續做功，最終在凝汽器內加熱海水的同時，蒸汽被冷凝后匯集到蒸餾水系統，由淡水泵抽出。為維持系統的真空度，設置了2個抽汽點：在凝汽器與第一效二回程的端部，為避免第四效抽汽受攜帶不凝氣體的影響，在第四效二回程中設置不凝氣抽出管，通過節流孔板引至凝汽器。工藝流程如圖1所示。這是首臺國產萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化裝置，在海水淡化裝置投產初期的調試階段，前四效的運行正常，但第四效與第五、六效并未形成“真空度逐效增加，蒸發溫度逐效遞減”的規律，五效和六效這2個直流效不工作，系統產水量也末達到設計值。海淡系統的主要設計參數，如表1所示。

圖1 萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化工藝流程圖

表1 海淡系統的主要設計參數

1 原因分析

在國產化海水淡化裝置的投產初期，前四效可實現正常工作，但第四效與第五、六效還未能正常運行。運行調整前，海淡系統的主要運行參數，如表2所示。將表2中數據與表1中的設計參數進行了對比和分析。

1.1 系統溫差

（1）裝置前四效溫差約2～3℃，與設計值一致，一效的凝結水量遠大于加熱蒸汽量，其差值為TVC從第四效抽出的二次蒸汽量，說明前四效均處于工作狀態。

（2）第五效和第六效的蒸發室溫度發生了偏轉，第六效蒸發室溫度高于第五效，說明在第五、六效中未產生二次蒸汽，凝汽器出口處的海水溫度無明顯溫升，因未產生二次蒸汽，所以制約了海水淡化裝置產水量的提升（最高淡水產量達到382.1t／h，設計值為456.2t／h，存在較大差距）。

表2 調整階段中系統運行的主要參數

（3）凝汽器出口處的海水溫度最高達26.2℃，設計值為41.8℃，說明進效海水的過冷度較高，需消耗更多蒸汽，才能將海水加熱至飽和溫度，也制約了海水淡化裝置蒸發量的提升。

1.2 系統壓差

參考各效蒸發室內的壓力，一效高于二效，三效高于四效，但二效的壓力總是低于三效壓力。根據設計要求，在正常工作狀態下，應形成“真空度逐效增加”的狀態，即各效的表壓應逐效降低。說明由于進入第一效加熱蒸汽冷凝析出的不凝氣量較少，需通過調整節流孔板，調節第一效的抽汽量，以避免造成第一效蒸汽被過抽的現象。

2 調整方案

通過對系統運行情況分析，海淡系統的溫差和壓差均與設計值存在偏差，為此，對海淡系統不凝氣抽出管的節流孔板進行了兩個階段的調整。

2.1 第一階段

調整第一效不凝氣抽出管節流孔板的開度，由原來的180°調小至15°，對第四效不凝汽抽出管上的節流孔板開度未做調整。調整后系統的運行參數已有變化，前四效壓力已符合“真空度逐效增加”的規律，但是第四效的真空度始終最高。這可能是因熱力壓縮機的抽汽作用造成的，或者是第四效至冷凝器不凝氣抽氣的過抽造成的。觀察第六效蒸發室的溫度明顯高于第五效，熱量主要來自第四效，這是因為從不凝氣抽氣管道抽出了較多的蒸汽。

2.2 第二階段

為了排除五效和六效不工作的運行情況，采取提高蒸汽量、鹽水再循環等措施，仍無法使其正常工作。通過對運行參數計算分析，對抽氣管道節流孔板進行了第二階段的兩次調整。

（1）第一次：將第一效不凝氣抽出管節流孔板調整為?30mm圓孔，如圖2所示。同時，將第四效不凝氣抽出管節流孔板開度，由原來的180°調至最小0°，保留長約500mm，寬度為20mm近似矩形截面，如圖3所示所示。

圖2 調整后第一效不凝氣抽出管的節流孔板尺寸

圖3 替換后的第四效不凝氣抽出管節流孔板

（2）第二次：當蒸發器運行時，第四效的壓力始終呈現最低點，表明該蒸發室仍存在過抽現象，這是由熱力壓縮機的工作性能和設備特性決定的，已無法進行有效調整。唯一可調的是第四效不凝氣抽氣節流孔板通道。所以，將原節流孔板替換為中間開孔為?100mm的孔板，抽氣通流面積再次減小。

3 調整效果

經過兩次調整后，在不同負荷下系統的參數對比，如表3所示。

表3 調整前后系統不同負荷下的參數對比

（1）經過第一次調整后，一至六效蒸發室壓力呈現出逐效遞減的特征，最低壓力點仍出現于第四效。一效至六效的溫度變化已接近設計值，呈逐效相差2～4℃，且凝汽器出口處的海水已有顯著溫升，凝汽器出口處的海水溫度達到43℃，相應的產水量和造水比都有了很大的提高，甚至優于設計水平。

（2）調整第四效不凝氣抽氣節流孔板流通面積，使得第一效至第五效的蒸發室壓力逐效降低，而第五效壓力略低于第六效。基本形成第一效至第六效以及凝汽器壓力逐漸降低的趨勢，運行參數穩定。經調試后，海水淡化裝置的造水比明顯提高，即使在較低負荷下，造水比仍能維持在9.0以上，海淡裝置的產水量和造水比，均達到甚至超過設計值。

4 結 語

通過對低溫多效海淡裝置的運行調試，分析了直流效參數異常的原因，對抽汽系統的節流孔板開度進行了調整，使加熱蒸汽的分配狀態得到改善，解決第五、第六效這2個直流效不工作的問題，保證了國產海水淡化裝置的各項性能指標均達到設計要求，甚至使有些設備性能指標優于設計值。