關于提高電廠化學水汽采樣架冷卻效果的探索與實踐

楊惠玲

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.019

摘 要：隨著電力行業的不斷發展，火電機組的參數不斷提高，對水汽品質的要求越來越高，作為水汽品質質量監控的重要設備水汽采樣架的冷卻效果，是影響監控及水質調整的重要因素，如水樣溫度過高，不僅測定數據誤差較大，還會造成水汽在線儀表的高溫損壞，且因高溫高壓蒸汽的沖蝕，會造成高壓閥門頻繁內漏，更換頻次較高，侯馬熱電水汽采閥門均為進口不銹鋼閥，價位較高，維護量及費用都較高。本論文提出通過增加一級預冷卻裝置，定期清理板式冷卻器來提高冷卻效果，以達到節省維護量及生產費用的目的，同時保證在線儀表的正常運行及指示準確，保證水汽品質持續穩定。

關鍵詞：提高 采樣架 冷卻 效果 探索

中圖分類號：TM621.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0019-003

侯馬熱電機組投產兩年多來，在投運的一年之內，化學水汽采樣架冷卻效果能夠滿足運行需要，一年之后，特別是夏季，冷卻效果有所降低，水汽在線儀表運行條件較為惡劣，嚴重時影響到指示的準確性和表計的安全性；且水汽一次高壓閥因高溫高壓蒸汽沖蝕，多次內漏更換，每年平均更換8個高壓閥門，且必須在機組停運期間處理。機組運行時不處理還在較大的安全隱患，損壞儀表，運行人員的安全性受到威脅，為了解決上述問題，在進行了多方調研后，并對現場進行了認真的分析，決定進行技術改進。

1 原水汽采樣系統情況說明

侯馬熱電化學水汽采樣系統為連續取樣，具備在線儀表分析和人工取樣分析的條及。分析相關水汽品質，顯示、記錄相關參數和曲線，并對檢測對象的異常工況進行報警。裝置應具有樣水超溫、樣水斷流、冷卻水斷流的自動隔離保護措施，并聲光報警，信號送到汽水取樣及加藥PLC控制系統，高溫高壓架與儀表屏分開布置，布置在不同的房間。儀表屏下設人工取樣槽。

減壓器出口樣品水額定流量：1500～2000mL/min。

減壓器出口樣品水壓力：0.5～0.8MPa。

冷卻器出口樣品水溫度：≤25℃～36℃。

恒溫裝置出口樣品水溫度：（25±1）℃。

低壓樣品管路系統選用不銹鋼管。

冷卻器采用浸液型不銹鋼冷卻器。

減壓閥采用進口不銹鋼減壓閥。

高溫高壓閥門的閥口和閥尖應選用耐高溫高壓的合金鋼。高壓閥采用進口閥。

高溫架排放水母管應設冷卻器，其冷卻后水溫應達到排放要求。

高溫架冷卻水進水母管上設置靶式流量控制器，當冷卻水斷流時能將信號送至精處理PLC及儀表屏光子盤并進行聲光報警。

裝置應設有供電用的配電箱或配電柜，并有自動空氣開關。每一儀表應裝設分路開關并應設有自動保護裝置。

高溫高壓樣水管應設置安全閥。

恒溫裝置采用機械式全系統恒溫裝置，恒溫裝置的壓縮機采用進口設備。全系統恒溫裝置應能保證pH測量儀表的精確度。

2 改進方案

根據以上設備情況，我們計劃采用以下方法給予改進，以解決高壓閥門沖蝕內漏的問題、冷卻效果保持時間較短問題，清洗工作量較大及安全運行等問題。

2.1 對水汽板式換熱器進行定期清洗

侯馬熱電機組投運已兩年多，循環水質為侯馬市城市污水經生物、石灰深度處理后水質，水質較差，懸浮物較多，水汽采樣板式換熱器的循環水側易有泥渣沉積。經2017年機組停運期間進行換熱器解體檢查，情況和分析的相符，板面上的瘀泥厚度平均1.5mm厚，循環水流通量受到很大的減少，今年春季時也現有采樣架溫度達35℃以上，析換熱器表面發燙，根本原因就在于此。經過高壓水的沖洗清理后回裝，投運后運行恢復正常，水樣冷卻效果達剛投產時水平。根據機組運行情況，我們將把換熱的定期清洗列為每次大、中、小修的必修項目，每年安排一次清洗工作，做到提前控制，確保水汽采樣架冷卻效果正常。

2.2 在采樣架高壓閥前增加預冷卻裝置

為了進一步提高冷卻效果，減少一次高壓閥門的沖蝕，計劃在采樣架高壓閥前增加預冷卻裝置。理論上，高溫高壓蒸汽經一次預冷卻后，溫度及壓力都有大幅降低，能有效降低高壓閥門的沖蝕。具體改造方案如下。

2.2.1 目的

由于高溫高壓閥門材料均采用不銹鋼材料制作，不銹鋼材料在350℃以上時均會出現強度下降，如果高溫高壓樣水直接進入高壓閥，取樣裝置上進口高壓閥或國產高壓閥均會出現閥門損壞或泄漏現象，造成維護工作量大和維護費用高。

在水汽取樣裝置前設置預冷裝置，將高溫高壓樣品先引入預冷裝置，預冷卻后再進入水汽取樣裝置一次門、二次門。可使高溫高壓樣樣品溫度降至100℃左右，能減輕對高壓閥的沖蝕，延長高壓閥的使用壽命。維護率可降低至原來的20%～30%。

預冷裝置采用GN01A型冷卻器對樣品單獨冷卻，不采用大水箱式預冷方式（將冷卻盤管浸入大水箱內），GN01A冷卻器盤管采用φ12×3不銹鋼管，總長9.5m，熱交換面積達到0.32m2，可將650℃的蒸汽冷卻到100℃左右的水，由于樣水管壁厚3mm，所以它能承受樣水與冷卻水之間很高的溫差，使用壽命長。預冷裝置冷卻利用原降溫架冷卻水回水，不需再增加冷卻水。

同時，經過預冷后，樣水溫度可降到100℃左右，再經過降溫架的兩級冷卻以及恒溫，樣水溫度可冷卻到25±1℃，完全能滿足儀表測量的要求。

2.2.2 技術參數

（1）預冷架。外形尺寸：1650×600×1600mm；運行荷重：800kg；冷卻水：利用水汽取樣裝置降溫架冷卻水出口水；樣水進口管：Ф12×3，1Cr18Ni9Ti；樣水出口管：Ф12×2，1Cr18Ni9T；冷卻水管：Ф89×4，1Cr18Ni9T。

（2）預冷卻器（見表1）。

2.2.3 設備清單

設備清單見表2。

2.2.4 實踐情況

該方案經在多個電廠實施達到了預期的效果，每年可節省檢修費用12萬元，其潛在的安全效益更大，我們將在本廠予以實施。

為了延長水汽采樣架的換熱周期，減少對機組運行的影響，減輕維護人員的工作量，建議每臺機組增加一套板式換熱器，采用兩用一備方式運行，冷卻面積擴大了一倍，可以在運行狀態下清洗備用設備，可解決必須機組停運才能清洗的問題。

對循環水進行物理凈化處理。因循環水懸浮物多且沒有排污口，如果能對循環水增加旁路過濾裝置，經過機械式過濾器可逐漸減少循環水對換熱器的污堵，延長清洗周期。

上述4點技術改進方案在該廠已得到實施的為一項，其余三項在其他電廠均有不同程度的應用，均達到了預期的效果。我們將在本廠積極推動盡快予以實施，力促上述技改的早日得以應用，以確保機組水汽品質的高標準監控，降低人員勞動強度減少維護量，同時節約生產費用，提高水汽采樣系統的運行安全。

3 經濟效益情況

經上述改造后，可節約設備檢修及維護費用約20萬元。具體核算見表3。

4 推廣情況

上述水汽采樣架的相關改造方案在各兄弟電廠已相繼得以不同程度的實施，均取得了良好的效果，對化學監督工作起到了較好的促進和保證作用，可以進行推廣使用，且年數越多，其經濟效益越顯著，減省了維護檢修費用，減了檢修人員的維護及檢修工作量，提高了水汽采樣架的運行安全性、可靠性。

參考文獻

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