基于折流杆技术的工业水冷却器的应用

李伟铭

（沙角C电厂，广东东莞 523900）

基于折流杆技术的工业水冷却器的应用

李伟铭

（沙角C电厂，广东东莞 523900）

概述了沙角C电厂基于折流杆技术的工业水冷却器的应用情况，并对工业水冷却器改造前后的技术性能和经济效益进行总结分析。分析认为，基于折流杆技术的工业水冷却器的换热性能优良，经济效益明显，值得在电力工业系统普遍推广。

折流杆；工业水冷却器；改造

0 前言

沙角C电厂660 MW机组配置两台工业水冷却器，采用一台运行一台备用的运行方式。经过十多年的运行，工业水冷却器出现钛管疲劳、磨损、泄漏、隔板间隙增大等问题。工业水系统堵管率增加，单台工业水冷却器已无法满足工业水温度低于35℃的运行要求，往往在两台冷却器同时投入运行后，系统水温也接近报警值。#3机组A工业水冷却器钛管已堵管67根，并且#3机组A工业水冷却器投入运行后极容易泄漏，只作为紧急备用。因此，必须对工业水冷却器进行改造更换，以提升工业水系统的工作效率和安全性能。

1 折流杆壳式换热器的技术特点

折流杆管壳式换热器是一种新型、高效的换热器。既可以在壳体不变的情况下对现有折流板管壳式换热器进行改造，也可以重新设计新的折流杆换热器。它具有壳侧流动阻力小、传热系数高、无振动、不断管、安全性好等许多优点。

折流杆壳式换热器的结构上有其特点，换热器壳程不设置折流板，代之的是沿流体流动方向布置若干折流环。环上装置折流杆，折流杆依次按水平和垂直方向安置（图1折流杆管壳式换热器结构），用以固定换热管，组成折流杆换热器管束。当流体顺着管束流动时，遇到折流圈中的折流杆时即产生扰流，流程中流体反复扰动，增强了传热。

图1 折流杆管壳式换热器结构

流体改横掠管束为顺换热管流动，流动阻力大为减小，壳侧流动阻力小，壳程总压降可降低50%～80%，大大节约能耗。折流杆壳程流体流态为纵向绕流，对管子没有横向冲刷，消除了横向振源。折流圈之间的距离布置较小，用折流杆支承管子，增加了管子的支承点和牢固性。壳程进、出口处设置导流筒，流体环绕筒体圆周进入冷却器管束时流速很低，避免了流体高速喷射直接冲击管子的情况。流体顺换热管流动，彻底消灭了流动死区，污垢也因绕流的自洁作用而不易沉积，减小了污垢沉积和腐蚀，有利于传热，延长清洗周期。

新的热交换器安装接口（纵向长度）与原设计一致，热交换器海水侧和闭式循环冷却水侧为单程设计，在原有设计参数不变的情况下，增加热交换面积10%，保持水阻不变，热交换器中心线标高不变。

2 改造前后数据对比

沙角C电厂于2012年初对#3机组A侧工业水冷却器进行改造，改造采用了茂港电力生产的基于折流杆技术的工业水冷却器。

改造完成后，以未改造的B侧工业水冷却器为参照，我厂对新的工业水冷却器进行了现场试验。试验分为两个部分，分别是冬季试验和夏季试验。试验在以下三个工况下进行：A侧工业水冷却器、B工业水泵运行；A侧工业水冷却器、A工业水泵、B工业水泵运行；B侧工业水冷却器、B工业水泵运行。

两次试验数据见表1，表2。

从表1、表2对比可以看出：冬季工况下工业水出口温度比未改造的B侧偏低0.8℃，海水入口端差比的B侧偏低1.4℃，海水出口端差比B侧偏低0.7℃。夏季工况时，亦均小于B侧单泵运行时端差。双泵运行时，其海水出口端差进一步降低。

（2）A侧冷却器改造后传热系数为2 282.44 W/（m2·℃），比改造前A侧的1 964.1 W/（m2·℃）增大了16.21%，比未改造的B侧的1 585.09 W/（m2·℃）大43.99%。改造后A侧冷却器壳侧热阻所占总体热阻份额由改造前的52.01%下降到48.63%。夏季工况时，其换热系数基本变化不大。

（3）A侧冷却器改造后管侧(海水侧)通流面积增加，流动阻力降低，导致A侧海水流量大于未改造的B侧。在冬季工况下进行试计算，如降低海水流量至B侧相同的3 625.71m3/h，则A侧总体传热系数由2 282.44 W/（m2·℃）变为2 082.34 W/（m2·℃），仍远大于未改造的B侧的1 585.09 W/（m2·℃）。夏季工况时，降低海水流量至B侧相同的3 106.82 m3/h，计算得到A侧总体传热系数由2 271.25 W/（m2·℃）变为2 063.17 W/（m2·℃），同样大于未改造的B侧的1 622.69 W/（m2·℃）。

3 效能分析

3.1 技术性能

从以上分析可以看出，采用折流杆冷却器进行改造的A侧冷却器的效果明显，改造后壳侧换热能力得到强化，A侧折流杆冷却器传热性能明显优于未改造的B侧冷却器。此外，在冬季工况和夏季工况下，改造后工业水侧水阻下降约0.3bar，从而也降低了厂用电。

表2 改造后夏季试验结果

3.2 经济效益

（1）按照降低工业水系统故障，而减少一次跳机计算可以节约约12吨微油系统点火耗油，减少停机24小时的损失约67.32万元，按每吨燃油0.6万元计算，可节约停机总损失：

12×0.6+67.32=74.52万元。

（2）按照工业水侧水阻下降0.3bar，上网电价每度0.3元计算，每小时可减少循环水泵耗电69.28 kW，一年按6000小时计算，可增加卖电收益：

6000×69.28×0.3=12.47万元。

（3）传统的水水换热器普遍使用寿命较短，而且由于振动经常断管，大、小修期间以及运行期间的清洗、查漏、堵管耗时耗力，新的工业水冷却器减小了污垢沉积和腐蚀，有利于传热，延长清洗周期，每年减少维护费用8万元。

（4）夏季工况节约了因工业水温偏高而长期排补而浪费的水资源，按照每年排补除盐水5 000吨，每吨除盐水4元计算，一年可节约4×5000= 2万元。

上述四项合计为：

74.52+12.47+8+2=96.99万元，

按照一年计算投入产出比为：

300/96.99=3.09/1，

约三年则可以收回成本。

3.3 社会效益

工业水冷却器的安全、稳定、高效运行，提高了机组的安全性与经济性，对电网的安全稳定运行有着重要意义。同时，新的冷却器可以降低了厂用电，节约了因工业水长期排补而浪费的水资源，为国家节能环保事业做出了一定的贡献。

4 结论

经过一年多的运行观察与比较，#3机组A侧工业水冷却器运行稳定，冷却器所有管路以及钛管均未发生异常，在冬夏两季进口端差与出口端差均满足设计要求，使用情况良好。

本次改造的各项标指满足了安全与经济性要求，达到预期目标，为本厂另外两台机组和其他电厂同类型机组改造提供了科学依据和参考。本项目实施的成果可以在同类型机组上可以广泛推广和应用。

The Application of Closed-Circulating Water Cooler Based on Rod Baffle Technology

LI Wei-ming
（Shajiao C Power Plant，Dongguan523900，China）

This paper summarizes the application of closed-circulating water cooler based on rod baffle technology in Shajiao C power plant，and technical performance and economic benefit before and after reform also have been analyzed.According to the analysis result，closed-circulating water cooler based on rod baffle technology achieves excellent performance of heat exchanger and obvious economic benefit，and it is popularized in the electric power industry system.

rod baffle；closed-circulating water cooler；reform

TM621.7

A

1009－9492(2014)01－0077－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.01.020

李伟铭，男，1983年生，广东兴宁人，大学本科，助理工程师。研究领域：电厂集控运行。

(编辑：向 飞)

2013－07－13