密闭式除盐水汽水取样冷却系统

侯晓青 高飞

青岛金海热电有限公司青岛金泓热电有限公司 山东青岛 266111

在整个锅炉及热力系统中，汽水品质好坏至关重要。当其品质不满足要求时会造成锅炉、管道及过热器、再热器等设备腐蚀和结垢，甚至引起锅炉爆管、汽轮机飞车等事故。为保证汽水品质合格，必须对给水、炉水及蒸汽品质进行准确的监督和化验[1]。汽水样品的采集是保证分析结果准确性的一个重要步骤，需要从锅炉及其热力系统的各个部位取出有代表性的汽水样品，因此需要选取好取样器及取样冷却器[1]。汽水取样冷却器用于锅炉房或发电厂内汽水化验取样冷却。锅炉及热力系统中的水大都温度较高，而高水温不便于取样，也不便于测定，在取样中应加以冷却，所以要把取样点的样品引进取样冷却器进行冷却，取样冷却器一般要求保证样品证流量500～700mL/min时，冷却到30～40℃，满足中华人民共和国电力行业DL/T457—91的标准。传统的敞开式自来水系统造成设备腐蚀与资源的浪费，将其改成密闭式除盐水冷却系统将节约用水、回收热量，减少设备腐蚀情况的发生。

1 决策要点

我公司汽水取样器冷却水系统为传统的敞开式自来水系统，即使用自来水对给水、炉水及蒸汽进行冷却，冷却水直接排入地沟。排入地沟的自来水水质并未发生变化，且携带大量热量，造成浪费。为了避免水和热的浪费，我公司将敞开式自来水冷却系统改为密闭式除盐水冷却系统。

1.1 节约成本

将敞开式自来水冷却系统改为密闭式除盐水冷却系统，利用除盐水管道的除盐水对给水、炉水、蒸汽进行冷却，冷却后的回水进入除氧器。既保证水的合理回收，节约用水成本，又将进入除氧器前的除盐水加热，减少除氧器的负荷[2]。

1.2 保证安全

原有冷却水系统采用自来水，自来水水质较差，易导致取样器结垢和腐蚀。取样器结垢导致冷却效果差，腐蚀使取样系统遭到破坏而无法保证取样的准确性，并且存在安全隐患。除盐水水质好，能保证整个管道的稳定使用，极大的减少了结垢和腐蚀的危害。

2 工作过程

（1）原冷却水进水管道、出水管道及汽水取样冷却器拆除。

（2）新冷却水进水管道、出水管道及汽水取样冷却器安装。

①安装12台全不锈钢取样冷却器。

②4米管道层化学至除氧器除盐水母管到7米锅炉汽水取样间冷却水入口安装汽水取样器冷却水进水管道，管道采用304不锈钢。除盐泵压力0.36MPa，冷却水进口管道压力0.20MPa。

③7米锅炉汽水取样间至13米除氧器除氧头补水口安装汽水取样器冷却水回水管道，管道采用304不锈钢。冷却水回水压力0.18MPa。

3 经济效益分析

我公司有两台75t/h循环流化床锅炉在采暖期运行，汽水取样系统共有12根取样管，其中过热蒸汽取样管2根，饱和蒸汽取样管4根，炉水取样管4根，给水取样管2根。根据中华人民共和国电力行业DL/T457-91标准要求，我公司实际运行情况如下：供热季自来水平均温度5℃，冷却后自来水平均温度15℃，取样水出口温度35℃，每根取样管水样流量600ml/min，过热蒸汽温度450℃，饱和蒸汽温度330℃，炉水温度305℃，给水温度150℃，每年供热季142天。

每年每根取样管水样总质量为m：每年将过热蒸汽温度从450℃降至35℃所需冷却用自来水量m1：

式中c为水的比热容，4.2×103J/kg·℃；t1为过热蒸汽温度，℃；t0为取样水出口温度，℃；t水为冷却后自来水平均温度，15℃；t为自来水平均温度，5℃。

每年自来水将过热蒸汽温度从450℃降至35℃吸收的热量Q1：

式中c、m、t1、t0同式（2）中的解释。

每年将饱和蒸汽温度从330℃降至35℃所需冷却用自来水量m2：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解释；t2为饱和蒸汽温度，℃。

每年自来水将饱和蒸汽温度从330℃降至35℃吸收的热量Q2：

式中c、m、t2、t0同式（4）中的解释。

每年将炉水温度从305℃降至35℃所需冷却用自来水量m3：

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解释；t3为炉水温度，℃。

每年自来水将炉水温度从305℃降至35℃吸收的热量Q3：

式中c、m、t3、t0同式（6）中的解释。

每年将给水温度从150℃降至35℃所需冷却用自来水量m4：

（8）

式中c、m、t0、t水、t同式（2）中的解释；t4为给水温度，℃。

每年自来水将给水温度从150℃降至35℃吸收的热量Q4：

式中c、m、t4、t0同式（8）中的解释。

节约自来水量M：

回收热量Q：

4 安全评价

汽水取样冷却器改造前取样盘管结垢情况严重，造成冷却效果不佳，取样温度过高，部分取样管水样温度超过40℃，化验人员取样时存在被烫伤的危险。另外，改造前，汽水取样冷却器已经出现部分位置腐蚀的情况，如果不及时更换改造会导致冷却水泄漏而影响冷却过程。改造后采用除盐水作为冷却介质，除盐水水质好，能保证整个管道的稳定使用，极大的减少了结垢和腐蚀的危害[3]。

5 结语

金海热电有限公司两台75t/h循环流化床锅炉将敞开式自来水冷却系统改为密闭式除盐水冷却系统后可节约自来水约4万吨，回收热量约1700GJ，取得了良好的经济效益。改造后也取得了良好的安全效益，减少了取样器及管道的结垢和腐蚀情况，保证了设备的安全运行。此项改造达到了预期效果。