660MW超超临界机组开式水系统优化分析

黎乃斌

摘 要：文章介绍某发电厂660MW超超临界机组开式水系统的构成以及运行方式，分析其以板式换热器为换热通道的用户所存在的问题，并在提高其可靠性和经济性的基础上提出优化方案，达到改善系统水源质量，并可以实现事故情况下保证供水的目的。

关键词：开式水系统；板式换热器；水源质量；优化

引言

随着环保压力的不断升级，新建燃煤机组所面临的问题逐渐增多，对于水资源丰富的内陆地区而言，要求电站对于水资源既要合理利用又要保护得当，那么自然通风冷却塔式冷却方式便是一种比较理想的设计，实践也证实了这一点。然而使用板式换热器作为绝大多数用户换热通道的开式水系统，所存在的问题也是可以预见的，实际运行中水质不稳定甚至不达标所带来的影响更是不可避免，如何用最低的改造成本来提高系统运行的可靠性与经济性将是本文讨论的重点。

1 现状分析

1.1 开式水系统概况

开式水系统主要为用水量较大且供水压力较小的用户而设置，其具体用户有：汽轮发电机组润滑油系统、汽动给水泵组润滑油系统、发电机密封油系统、电动给水泵组润滑油系统、电动给水泵电机冷却器及电动给水泵机械密封冷却器、发电机氢气冷却器、发电机定子冷却水系统、凝结水泵变频器、辅助蒸汽联箱疏水扩容器减温器。

由表1可知，由于耗水量之大，因此用水取自循环冷却塔（即循环水），循环水来源于预处理系统：取自電厂附近江河的原水先进入接触式絮凝斜板沉淀池，经过次氯酸钠、混凝剂跟助凝剂三种化学药剂处理之后（出水浊度≤10.0NTU）由水泵补充至循环冷却塔。

1.2 开式水系统运行分析

经统计，某厂开式水系统中的的板式换热器共计9个，正常工况下5个运行，4个备用，根据表1所示，它们分别为：主机冷油器（1运1备）、小机冷油器（1运1备）、定子冷却水冷却器（1运1备）、密封油冷却器（1运1备）及凝泵变频器冷却器。

根据近两年开式水系统各用户的运行情况，对机组正常运行时系统各用户在不同季节的运行参数进行了采集，制表如表2。

规程规定，机组油温控制在42～53℃，定冷水温控制在42～50℃，如上表所示，机组调试投产以来，板式换热器用户的调温效果逐年下降。

2 原因分析

板式换热器易堵塞：由于板片间通道很窄，一般只有2～5mm，当换热介质中含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。本厂开式水实际上取自浊度≥10.0NTU的循环水，水质难以保证，且用户调温都是调回水（冷却水进水门全开，用冷却水回水门进行节流调节），如此一来，当运行一定时间后，必将导致换热器内沉积杂物，造成换热效果下降，更有甚者造成设备故障的发生。

3 优化方案

3.1 板式换热器所属系统用户的运行方式优化

经过对别的电厂冷却器的运行方式进行实地考察发现，在水质相同的前提下，用冷却水进水节流调温比回水节流调温，无论从调温效果还是冷却器的拆洗频率，都有明显的优势。因此可以通过改造，把调温电动阀由原来的回水阀改为进水阀，同时，对循环水（开式水）的水质加强监视、经常排补。

3.2 板式换热器所属系统用户冷却水供水源头优化

将开式水系统中的板式换热器的冷却水，改为除盐水（浊度≤1.0NTU），在厂房附近空地上设置相应的储水箱、增压水泵、相关阀门管道，与板式换热器原来的冷却水进水侧管道阀门并联，可以实现无扰切换，回水则由原来的至循环水回水母管改接至储水箱，储水箱设置能够自动补水的电动阀，并设置溢流管，以维持储水箱在一定的水位运行。

4 效果分析及总结

若对系统进行优化，相应用户的调温效果将得到显著改善，即供水压力相同的前提下，需要将用户温度调节在某温度值所需要的冷却水量减少，换热器的工作效率提高，另外因为水质改善等原因，冷却器的拆洗频率将有所降低，设备的使用寿命将更加接近设计值，系统用水量将减少，保证系统运行维护的安全性与经济性。

参考文献

[1]广东粤电大埔发电有限公司.公共及辅助系统运行规程[S].梅州：广东粤电大埔发电有限公司运行部，2016.

[2]广东粤电大埔发电有限公司.化学运行规程[S].梅州：广东粤电大埔发电有限公司运行部，2016.

[3]秦叔经，叶文邦.换热器[M].北京：化学工业出版社，2005.