回热加热器水位优化节能技术

撰稿：河北省电力研究院 郭江龙

回热加热器是火电厂热力系统中的重要辅助设备,合理的水位设置是其安全、经济运行的支点。水位过高时,会导致加热器给水端差增大,可能会使疏水从抽汽管道流入汽轮机,形成水冲击,对机组安全产生重大影响。水位过低时,会导致汽水混流状况出现,加热器疏水端差增大,汽水混流将会剧烈的冲刷下一级加热器管壁,导致管壁变薄,甚至可能发生爆管等严重事故。

问题提出：由于测量误差等原因,回热加热器测量水位往往低于实际水位,因此尽管回热加热器厂家的水位定值设置是合理的,但是仅根据测量水位所确定的回热加热器正常水位是一个偏低的水位。现场工程技术人员多将加热器疏水端差设计值作为衡量标准,对水位进行调整,直至加热器疏水端差与设计值一致。实际上,一方面加热器疏水端差应达值并不是一个恒定值,加热器外部运行参数(如给水和蒸汽的温度、流量)及内部结构参数(如结垢、堵管)变化后,都会对其产生影响;另一方面水位变化对给水端差和疏水端差影响是反向的,以水位升高为例,水位升高时淹没部分管束,回热加热器换热面积减小,出口水温降低,给水端差增大的同时,管束中的水将回热加热器疏水冷却,出现疏水过冷现象,疏水端差将减小。因此,按照这一调整原则所确定的水位往往与最佳水位存在偏差,一定程度上影响了回热加热器的运行经济性。

推荐方法：给水(或疏水)端差增大,均会降低机组运行经济性,且给水端差和疏水端差对机组经济性影响权重不同,单纯以某一单一指标或端差相对变化量为基准进行水位调整是不恰当的。回热加热器水位调整中,应综合考虑水位调整时给水端差、疏水端差变化对能耗指标的影响,以能耗指标为衡量标准,进行加热器水位调整。

应用实例：以某供热机组1号高压加热器水位优化调整试验为例,水位设定值由原先的120 mm(相对基准水位而言)调整为20 mm,给水端差由0.99℃降低至-0.04℃,降低1.03℃,折合煤耗降低约0.020%;疏水端差由3.28℃提高至6.68℃,增高3.40℃,折合煤耗增高约0.003%。综合2种因素,水位调整后煤耗降低0.017%,约为0.056 g/kWh,节能效益明显。

建议：由于回热加热器水位定值设定会影响加热器给水端差和疏水端差,且水位对端差的影响程度及端差对煤耗的影响程度均不是线性变化,仅根据加热器疏水端差为衡量标准的调整方法所确定的水位并不是最佳水位。建议回热加热器水位调整中,必须对水位变化所导致的给水端差、疏水端差对能耗指标的影响进行详细测算,以最大限度的提高加热器运行经济性。