660MW超超臨界機組開式水系統優化分析

黎乃斌

摘 要：文章介紹某發電廠660MW超超臨界機組開式水系統的構成以及運行方式，分析其以板式換熱器為換熱通道的用戶所存在的問題，并在提高其可靠性和經濟性的基礎上提出優化方案，達到改善系統水源質量，并可以實現事故情況下保證供水的目的。

關鍵詞：開式水系統；板式換熱器；水源質量；優化

引言

隨著環保壓力的不斷升級，新建燃煤機組所面臨的問題逐漸增多，對于水資源豐富的內陸地區而言，要求電站對于水資源既要合理利用又要保護得當，那么自然通風冷卻塔式冷卻方式便是一種比較理想的設計，實踐也證實了這一點。然而使用板式換熱器作為絕大多數用戶換熱通道的開式水系統，所存在的問題也是可以預見的，實際運行中水質不穩定甚至不達標所帶來的影響更是不可避免，如何用最低的改造成本來提高系統運行的可靠性與經濟性將是本文討論的重點。

1 現狀分析

1.1 開式水系統概況

開式水系統主要為用水量較大且供水壓力較小的用戶而設置，其具體用戶有：汽輪發電機組潤滑油系統、汽動給水泵組潤滑油系統、發電機密封油系統、電動給水泵組潤滑油系統、電動給水泵電機冷卻器及電動給水泵機械密封冷卻器、發電機氫氣冷卻器、發電機定子冷卻水系統、凝結水泵變頻器、輔助蒸汽聯箱疏水擴容器減溫器。

由表1可知，由于耗水量之大，因此用水取自循環冷卻塔（即循環水），循環水來源于預處理系統：取自電廠附近江河的原水先進入接觸式絮凝斜板沉淀池，經過次氯酸鈉、混凝劑跟助凝劑三種化學藥劑處理之后（出水濁度≤10.0NTU）由水泵補充至循環冷卻塔。

1.2 開式水系統運行分析

經統計，某廠開式水系統中的的板式換熱器共計9個，正常工況下5個運行，4個備用，根據表1所示，它們分別為：主機冷油器（1運1備）、小機冷油器（1運1備）、定子冷卻水冷卻器（1運1備）、密封油冷卻器（1運1備）及凝泵變頻器冷卻器。

根據近兩年開式水系統各用戶的運行情況，對機組正常運行時系統各用戶在不同季節的運行參數進行了采集，制表如表2。

規程規定，機組油溫控制在42～53℃，定冷水溫控制在42～50℃，如上表所示，機組調試投產以來，板式換熱器用戶的調溫效果逐年下降。

2 原因分析

板式換熱器易堵塞：由于板片間通道很窄，一般只有2～5mm，當換熱介質中含有較大顆粒或纖維物質時，容易堵塞板間通道。本廠開式水實際上取自濁度≥10.0NTU的循環水，水質難以保證，且用戶調溫都是調回水（冷卻水進水門全開，用冷卻水回水門進行節流調節），如此一來，當運行一定時間后，必將導致換熱器內沉積雜物，造成換熱效果下降，更有甚者造成設備故障的發生。

3 優化方案

3.1 板式換熱器所屬系統用戶的運行方式優化

經過對別的電廠冷卻器的運行方式進行實地考察發現，在水質相同的前提下，用冷卻水進水節流調溫比回水節流調溫，無論從調溫效果還是冷卻器的拆洗頻率，都有明顯的優勢。因此可以通過改造，把調溫電動閥由原來的回水閥改為進水閥，同時，對循環水（開式水）的水質加強監視、經常排補。

3.2 板式換熱器所屬系統用戶冷卻水供水源頭優化

將開式水系統中的板式換熱器的冷卻水，改為除鹽水（濁度≤1.0NTU），在廠房附近空地上設置相應的儲水箱、增壓水泵、相關閥門管道，與板式換熱器原來的冷卻水進水側管道閥門并聯，可以實現無擾切換，回水則由原來的至循環水回水母管改接至儲水箱，儲水箱設置能夠自動補水的電動閥，并設置溢流管，以維持儲水箱在一定的水位運行。

4 效果分析及總結

若對系統進行優化，相應用戶的調溫效果將得到顯著改善，即供水壓力相同的前提下，需要將用戶溫度調節在某溫度值所需要的冷卻水量減少，換熱器的工作效率提高，另外因為水質改善等原因，冷卻器的拆洗頻率將有所降低，設備的使用壽命將更加接近設計值，系統用水量將減少，保證系統運行維護的安全性與經濟性。

參考文獻

[1]廣東粵電大埔發電有限公司.公共及輔助系統運行規程[S].梅州：廣東粵電大埔發電有限公司運行部，2016.

[2]廣東粵電大埔發電有限公司.化學運行規程[S].梅州：廣東粵電大埔發電有限公司運行部，2016.

[3]秦叔經，葉文邦.換熱器[M].北京：化學工業出版社，2005.