密閉式除鹽水汽水取樣冷卻系統

侯曉青 高飛

青島金海熱電有限公司青島金泓熱電有限公司 山東青島 266111

在整個鍋爐及熱力系統中，汽水品質好壞至關重要。當其品質不滿足要求時會造成鍋爐、管道及過熱器、再熱器等設備腐蝕和結垢，甚至引起鍋爐爆管、汽輪機飛車等事故。為保證汽水品質合格，必須對給水、爐水及蒸汽品質進行準確的監督和化驗[1]。汽水樣品的采集是保證分析結果準確性的一個重要步驟，需要從鍋爐及其熱力系統的各個部位取出有代表性的汽水樣品，因此需要選取好取樣器及取樣冷卻器[1]。汽水取樣冷卻器用于鍋爐房或發電廠內汽水化驗取樣冷卻。鍋爐及熱力系統中的水大都溫度較高，而高水溫不便于取樣，也不便于測定，在取樣中應加以冷卻，所以要把取樣點的樣品引進取樣冷卻器進行冷卻，取樣冷卻器一般要求保證樣品證流量500～700mL/min時，冷卻到30～40℃，滿足中華人民共和國電力行業DL/T457—91的標準。傳統的敞開式自來水系統造成設備腐蝕與資源的浪費，將其改成密閉式除鹽水冷卻系統將節約用水、回收熱量，減少設備腐蝕情況的發生。

1 決策要點

我公司汽水取樣器冷卻水系統為傳統的敞開式自來水系統，即使用自來水對給水、爐水及蒸汽進行冷卻，冷卻水直接排入地溝。排入地溝的自來水水質并未發生變化，且攜帶大量熱量，造成浪費。為了避免水和熱的浪費，我公司將敞開式自來水冷卻系統改為密閉式除鹽水冷卻系統。

1.1 節約成本

將敞開式自來水冷卻系統改為密閉式除鹽水冷卻系統，利用除鹽水管道的除鹽水對給水、爐水、蒸汽進行冷卻，冷卻后的回水進入除氧器。既保證水的合理回收，節約用水成本，又將進入除氧器前的除鹽水加熱，減少除氧器的負荷[2]。

1.2 保證安全

原有冷卻水系統采用自來水，自來水水質較差，易導致取樣器結垢和腐蝕。取樣器結垢導致冷卻效果差，腐蝕使取樣系統遭到破壞而無法保證取樣的準確性，并且存在安全隱患。除鹽水水質好，能保證整個管道的穩定使用，極大的減少了結垢和腐蝕的危害。

2 工作過程

（1）原冷卻水進水管道、出水管道及汽水取樣冷卻器拆除。

（2）新冷卻水進水管道、出水管道及汽水取樣冷卻器安裝。

①安裝12臺全不銹鋼取樣冷卻器。

②4米管道層化學至除氧器除鹽水母管到7米鍋爐汽水取樣間冷卻水入口安裝汽水取樣器冷卻水進水管道，管道采用304不銹鋼。除鹽泵壓力0.36MPa，冷卻水進口管道壓力0.20MPa。

③7米鍋爐汽水取樣間至13米除氧器除氧頭補水口安裝汽水取樣器冷卻水回水管道，管道采用304不銹鋼。冷卻水回水壓力0.18MPa。

3 經濟效益分析

我公司有兩臺75t/h循環流化床鍋爐在采暖期運行，汽水取樣系統共有12根取樣管，其中過熱蒸汽取樣管2根，飽和蒸汽取樣管4根，爐水取樣管4根，給水取樣管2根。根據中華人民共和國電力行業DL/T457-91標準要求，我公司實際運行情況如下：供熱季自來水平均溫度5℃，冷卻后自來水平均溫度15℃，取樣水出口溫度35℃，每根取樣管水樣流量600ml/min，過熱蒸汽溫度450℃，飽和蒸汽溫度330℃，爐水溫度305℃，給水溫度150℃，每年供熱季142天。

每年每根取樣管水樣總質量為m：每年將過熱蒸汽溫度從450℃降至35℃所需冷卻用自來水量m1：

式中c為水的比熱容，4.2×103J/kg·℃；t1為過熱蒸汽溫度，℃；t0為取樣水出口溫度，℃；t水為冷卻后自來水平均溫度，15℃；t為自來水平均溫度，5℃。

每年自來水將過熱蒸汽溫度從450℃降至35℃吸收的熱量Q1：

式中c、m、t1、t0同式（2）中的解釋。

每年將飽和蒸汽溫度從330℃降至35℃所需冷卻用自來水量m2：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t2為飽和蒸汽溫度，℃。

每年自來水將飽和蒸汽溫度從330℃降至35℃吸收的熱量Q2：

式中c、m、t2、t0同式（4）中的解釋。

每年將爐水溫度從305℃降至35℃所需冷卻用自來水量m3：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t3為爐水溫度，℃。

每年自來水將爐水溫度從305℃降至35℃吸收的熱量Q3：

式中c、m、t3、t0同式（6）中的解釋。

每年將給水溫度從150℃降至35℃所需冷卻用自來水量m4：

（8）

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解釋；t4為給水溫度，℃。

每年自來水將給水溫度從150℃降至35℃吸收的熱量Q4：

式中c、m、t4、t0同式（8）中的解釋。

節約自來水量M：

回收熱量Q：

4 安全評價

汽水取樣冷卻器改造前取樣盤管結垢情況嚴重，造成冷卻效果不佳，取樣溫度過高，部分取樣管水樣溫度超過40℃，化驗人員取樣時存在被燙傷的危險。另外，改造前，汽水取樣冷卻器已經出現部分位置腐蝕的情況，如果不及時更換改造會導致冷卻水泄漏而影響冷卻過程。改造后采用除鹽水作為冷卻介質，除鹽水水質好，能保證整個管道的穩定使用，極大的減少了結垢和腐蝕的危害[3]。

5 結語

金海熱電有限公司兩臺75t/h循環流化床鍋爐將敞開式自來水冷卻系統改為密閉式除鹽水冷卻系統后可節約自來水約4萬噸，回收熱量約1700GJ，取得了良好的經濟效益。改造后也取得了良好的安全效益，減少了取樣器及管道的結垢和腐蝕情況，保證了設備的安全運行。此項改造達到了預期效果。