某300MW抽凝式供热机组高压加热器疏水不畅问题的分析与解决

徐国平，孙海龙

(浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312072)

大型火力发电机组均配备多级回热系统，高压加热器是回热系统的重要组成部分，采用一部分在汽轮机内作过功的蒸汽加热进入锅炉的给水，减少机组的冷源损失，提高机组的循环热效率。如果机组在运行中高压加热器发生解列，会影响锅炉排烟温度，造成脱销系统保护退出，导致排放的污染物超标及设备发生低温腐蚀[1]。如果机组高压加热器疏水不畅，会引起高压加热器水位升高，危急疏水调节阀打开，疏水直接排入凝汽器，增加了机组冷源损失，导致机组的热效率降低[2]。针对非供热机组高压加热器疏水不畅问题的处理，国内发电厂采取的办法主要有高压加热器正常疏水调节阀改造、疏水管路改造及加强机组启停汽水品质监督等措施[1-4]。但是，缺少工业供热机组高压加热器疏水不畅问题的研究，本文以某工业供热机组高压加热器疏水不畅为例，对引起供热机组高压加热器疏水不畅的原因进行分析，为其他同类型机组处理高压加热器疏水不畅问题提供参考。

1.热电厂机组概况

1.1 供热系统简介

某热电厂一期2×300MW汽轮机是哈尔滨汽轮机厂制造的C280/N300-16.7/538／538型、亚临界、一次中间再热、单轴、两缸、 两排汽、抽汽凝汽式汽轮机，额定出力300MW，最大连续出力330MW，最大连续供热负荷410t/h。

回热系统采用三级高压加热器、一级除氧器和四级低压加热器组成八级回热系统。汽机设有低压供热抽汽，蒸汽流量调整是通过改变中、低压缸联通管上的供热蝶阀开度来实现的。中压供热蒸汽来源有两路，一路是汽轮机高压缸排汽（冷再），另一路是汽轮机中压缸进汽（热再）。由于冷再蒸汽抽得过多会导致再热器超温，所以正常情况下，中压供热蒸汽来源于热再，蒸汽流量调整是通过改变中压调门的开度实现的。图1为机组中、低压供热流程简图，红色箭头代表蒸汽流向。

图1 机组中、低压供热系统流程简图

1.2 高压回热系统简介

高压回热系统设置3台卧室U型管式换热器，内部设有过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却段三段。三台高压加热器串联布置，疏水采用逐级自流的方式，正常运行3号高压加热器疏水自流至除氧器，紧急情况高压加热器疏水直接排入凝汽器。

机组正常供热工况下，高压加热器正常疏水调节阀开度在35%-50%范围内变动，危急疏水调节阀保持关闭状态，仅在高压加热器内水位异常的情况下参与调节。高压加热器正常投入情况下，高压加热器正常疏水调节阀、危急疏水调节阀均设置“自动”。

2.高压加热器疏水异常

某日2号机组汽轮机，电负荷222MW，低压供热321t/h，无中压供热。随后运行投入热再中压供热，汽轮机进汽量987t/h，电负荷209MW，低压供热284t/h，中压供热流量48t/h。此工况下，3号高压加热器水位持续升高，正常疏水调节阀迅速全开，然而3号高压加热器水位仍不断升高，甚至需要开启危急疏水调节阀来稳定水位，运行将中压供热切除。运行人员又尝试几次试投热再中压供热，均由于3号高压加热器水位无法正常维持，导致中压供热撤出。2号机组投入中压供热前后的运行参数如表1所示。

表1 投入中压供热前后机组运行参数

3.高压加热器疏水异常分析

3.1 高压加热器疏水管道系统阻力

经查阅3号高压加热器正常疏水管道图纸得到，3号高压加热器布置在汽机房12.6米层运转平台，除氧器布置在汽机房27米层。3号高压加热器正常疏水由疏水口向下至变径处，管道φ325×16，总长约1.5m，90°弯头1个；经由大小头变径进入除氧器，管道φ273×7，总长约27.9m，90°弯头7个，气动套筒调节阀1个，手动闸阀2个。通过查阅2号机组历史运行数据，机组在2018年大修后纯凝工况和投入热再中压供热工况，3号高压加热器的水位均正常可控，故排除高加疏水管路阻力设计不合理导致高加疏水不畅。

3.2 高压加热器疏水量

2号机组热再中压供热投入之后，锅炉给水流量增加，3号高压加热器给水进口温度下降3℃，但1号高压加热器给水出口温度上升1℃。由此可知，2号机组投入热再中压供热后对外供热量增加，进入低压缸的蒸汽流量减少，导致低压加热器抽汽量降低，给水通过低压加热器获得热量减少，所以进入3号高压加热器给水进口温度下降。然而，由1号高压加热器给水出口温度上升可知，给水从高压加热器获得热量变多了，即高压加热器的抽汽量相应增加，所以进入除氧器的疏水量变大，造成正常疏水调节阀全开，3号高压加热器水位失控。综上所述，2号机组3号高压加热器正常疏水管道系统阻力增大是此次疏水不畅的主要原因。容易造成管道系统阻力增大原因为阀门故障、调节阀结垢堵塞、除氧器内部疏水喷嘴堵塞等。2号机组利用春节停机消缺机会，解体检查除氧器内部疏水管道及正常疏水调节阀等。

4.检修处理情况

除氧器及正常疏水调节阀检查情况：检修人员对高压加热器正常疏水调节阀进行解体，将调节阀的阀芯、阀笼等取出，检查阀门通流部分，未发现有堵塞和结垢的现象。检修人员进入除氧器内部检查发现，3号高压加热器的疏水管道从除氧器顶部进入，竖直向下一段距离后转90度向扩建端延伸，管道端部用球形封头封堵。疏水管的上半圆周方向开有4排φ8mm小孔交错布置，共728个，总通流面积为36574.72mm2。检修人员经仔细检查发现：疏水管上的728个疏水孔有大部分出现了堵塞。图2为疏水管上的小孔堵塞情况。检修人员也对1号机除氧器也进行了检查，发现1号机疏水管上小孔直径φ12mm，总通流面积为82293.12mm2。而3号高压加热器至除氧器内部疏水管的内径约为250mm，通流面积为49062.5mm2。综上所述，2号机高压加热器疏水管上的疏水孔总通流面积小于管道的通流面积，且疏水管上的疏水孔有大部分发生堵塞，通流面积严重减小是造成2号机高压加热器疏水不畅的主要原因。

图2 疏水管上的小孔堵塞情况

5.处理结果

由于2号机组春节停机时间较短，此次停机仅对疏水管上的小孔进行疏通。通过疏通疏水管上的疏水孔，解决了高压加热器疏水不畅的问题，修后投入热再中压供热，高压加热器水位正常可控。该热电厂计划利用节后2号机组扩大C修机会，将高压加热器疏水管上的孔由φ8mm扩至φ12mm，增大疏水管通流面积。

6.结论

造成2号机组高压加热器疏水不畅的根本原因是冬季工况凝结水溶氧长期超标导致低压给水系统的腐蚀堵塞除氧器内部的疏水管道上的小孔，造成疏水管路的阻力异常增大。对于工业供热的机组预防高压加热器疏水不畅可采取如下措施：定期清理除氧器内部的高压加热器疏水管喷嘴；定期清理高压加热器正常疏水调节阀通流部件。