某300MW抽凝式供熱機組高壓加熱器疏水不暢問題的分析與解決

徐國平，孫海龍

(浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興 312072)

大型火力發電機組均配備多級回熱系統，高壓加熱器是回熱系統的重要組成部分，采用一部分在汽輪機內作過功的蒸汽加熱進入鍋爐的給水，減少機組的冷源損失，提高機組的循環熱效率。如果機組在運行中高壓加熱器發生解列，會影響鍋爐排煙溫度，造成脫銷系統保護退出，導致排放的污染物超標及設備發生低溫腐蝕[1]。如果機組高壓加熱器疏水不暢，會引起高壓加熱器水位升高，危急疏水調節閥打開，疏水直接排入凝汽器，增加了機組冷源損失，導致機組的熱效率降低[2]。針對非供熱機組高壓加熱器疏水不暢問題的處理，國內發電廠采取的辦法主要有高壓加熱器正常疏水調節閥改造、疏水管路改造及加強機組啟停汽水品質監督等措施[1-4]。但是，缺少工業供熱機組高壓加熱器疏水不暢問題的研究，本文以某工業供熱機組高壓加熱器疏水不暢為例，對引起供熱機組高壓加熱器疏水不暢的原因進行分析，為其他同類型機組處理高壓加熱器疏水不暢問題提供參考。

1.熱電廠機組概況

1.1 供熱系統簡介

某熱電廠一期2×300MW汽輪機是哈爾濱汽輪機廠制造的C280/N300-16.7/538／538型、亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸、 兩排汽、抽汽凝汽式汽輪機，額定出力300MW，最大連續出力330MW，最大連續供熱負荷410t/h。

回熱系統采用三級高壓加熱器、一級除氧器和四級低壓加熱器組成八級回熱系統。汽機設有低壓供熱抽汽，蒸汽流量調整是通過改變中、低壓缸聯通管上的供熱蝶閥開度來實現的。中壓供熱蒸汽來源有兩路，一路是汽輪機高壓缸排汽（冷再），另一路是汽輪機中壓缸進汽（熱再）。由于冷再蒸汽抽得過多會導致再熱器超溫，所以正常情況下，中壓供熱蒸汽來源于熱再，蒸汽流量調整是通過改變中壓調門的開度實現的。圖1為機組中、低壓供熱流程簡圖，紅色箭頭代表蒸汽流向。

圖1 機組中、低壓供熱系統流程簡圖

1.2 高壓回熱系統簡介

高壓回熱系統設置3臺臥室U型管式換熱器，內部設有過熱蒸汽冷卻段、蒸汽凝結段和疏水冷卻段三段。三臺高壓加熱器串聯布置，疏水采用逐級自流的方式，正常運行3號高壓加熱器疏水自流至除氧器，緊急情況高壓加熱器疏水直接排入凝汽器。

機組正常供熱工況下，高壓加熱器正常疏水調節閥開度在35%-50%范圍內變動，危急疏水調節閥保持關閉狀態，僅在高壓加熱器內水位異常的情況下參與調節。高壓加熱器正常投入情況下，高壓加熱器正常疏水調節閥、危急疏水調節閥均設置“自動”。

2.高壓加熱器疏水異常

某日2號機組汽輪機，電負荷222MW，低壓供熱321t/h，無中壓供熱。隨后運行投入熱再中壓供熱，汽輪機進汽量987t/h，電負荷209MW，低壓供熱284t/h，中壓供熱流量48t/h。此工況下，3號高壓加熱器水位持續升高，正常疏水調節閥迅速全開，然而3號高壓加熱器水位仍不斷升高，甚至需要開啟危急疏水調節閥來穩定水位，運行將中壓供熱切除。運行人員又嘗試幾次試投熱再中壓供熱，均由于3號高壓加熱器水位無法正常維持，導致中壓供熱撤出。2號機組投入中壓供熱前后的運行參數如表1所示。

表1 投入中壓供熱前后機組運行參數

3.高壓加熱器疏水異常分析

3.1 高壓加熱器疏水管道系統阻力

經查閱3號高壓加熱器正常疏水管道圖紙得到，3號高壓加熱器布置在汽機房12.6米層運轉平臺，除氧器布置在汽機房27米層。3號高壓加熱器正常疏水由疏水口向下至變徑處，管道φ325×16，總長約1.5m，90°彎頭1個；經由大小頭變徑進入除氧器，管道φ273×7，總長約27.9m，90°彎頭7個，氣動套筒調節閥1個，手動閘閥2個。通過查閱2號機組歷史運行數據，機組在2018年大修后純凝工況和投入熱再中壓供熱工況，3號高壓加熱器的水位均正?？煽兀逝懦呒邮杷苈纷枇υO計不合理導致高加疏水不暢。

3.2 高壓加熱器疏水量

2號機組熱再中壓供熱投入之后，鍋爐給水流量增加，3號高壓加熱器給水進口溫度下降3℃，但1號高壓加熱器給水出口溫度上升1℃。由此可知，2號機組投入熱再中壓供熱后對外供熱量增加，進入低壓缸的蒸汽流量減少，導致低壓加熱器抽汽量降低，給水通過低壓加熱器獲得熱量減少，所以進入3號高壓加熱器給水進口溫度下降。然而，由1號高壓加熱器給水出口溫度上升可知，給水從高壓加熱器獲得熱量變多了，即高壓加熱器的抽汽量相應增加，所以進入除氧器的疏水量變大，造成正常疏水調節閥全開，3號高壓加熱器水位失控。綜上所述，2號機組3號高壓加熱器正常疏水管道系統阻力增大是此次疏水不暢的主要原因。容易造成管道系統阻力增大原因為閥門故障、調節閥結垢堵塞、除氧器內部疏水噴嘴堵塞等。2號機組利用春節停機消缺機會，解體檢查除氧器內部疏水管道及正常疏水調節閥等。

4.檢修處理情況

除氧器及正常疏水調節閥檢查情況：檢修人員對高壓加熱器正常疏水調節閥進行解體，將調節閥的閥芯、閥籠等取出，檢查閥門通流部分，未發現有堵塞和結垢的現象。檢修人員進入除氧器內部檢查發現，3號高壓加熱器的疏水管道從除氧器頂部進入，豎直向下一段距離后轉90度向擴建端延伸，管道端部用球形封頭封堵。疏水管的上半圓周方向開有4排φ8mm小孔交錯布置，共728個，總通流面積為36574.72mm2。檢修人員經仔細檢查發現：疏水管上的728個疏水孔有大部分出現了堵塞。圖2為疏水管上的小孔堵塞情況。檢修人員也對1號機除氧器也進行了檢查，發現1號機疏水管上小孔直徑φ12mm，總通流面積為82293.12mm2。而3號高壓加熱器至除氧器內部疏水管的內徑約為250mm，通流面積為49062.5mm2。綜上所述，2號機高壓加熱器疏水管上的疏水孔總通流面積小于管道的通流面積，且疏水管上的疏水孔有大部分發生堵塞，通流面積嚴重減小是造成2號機高壓加熱器疏水不暢的主要原因。

圖2 疏水管上的小孔堵塞情況

5.處理結果

由于2號機組春節停機時間較短，此次停機僅對疏水管上的小孔進行疏通。通過疏通疏水管上的疏水孔，解決了高壓加熱器疏水不暢的問題，修后投入熱再中壓供熱，高壓加熱器水位正?？煽?。該熱電廠計劃利用節后2號機組擴大C修機會，將高壓加熱器疏水管上的孔由φ8mm擴至φ12mm，增大疏水管通流面積。

6.結論

造成2號機組高壓加熱器疏水不暢的根本原因是冬季工況凝結水溶氧長期超標導致低壓給水系統的腐蝕堵塞除氧器內部的疏水管道上的小孔，造成疏水管路的阻力異常增大。對于工業供熱的機組預防高壓加熱器疏水不暢可采取如下措施：定期清理除氧器內部的高壓加熱器疏水管噴嘴；定期清理高壓加熱器正常疏水調節閥通流部件。