鍋爐暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)改造分析

王明輝

1 鍋爐暖風(fēng)器作用

暖風(fēng)器設(shè)計(jì)是以蒸汽的凝結(jié)放熱為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)思想就是使加熱蒸汽冷凝放熱變成飽和水后不斷地排放出去。采用暖風(fēng)器后，可以避免在空氣預(yù)熱器金屬表面造成的氧腐蝕和三氧化硫造成的硫酸腐蝕，使金屬壁的積灰大為減輕，不致因堵灰造成引風(fēng)阻力的增加，從而大大延長(zhǎng)空氣預(yù)熱器的使用壽命，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。

2 鍋爐暖風(fēng)器疏水泵存在問(wèn)題分析

我公司鍋爐配備2臺(tái)SD-NFT-I型二次風(fēng)暖風(fēng)器，2臺(tái)由江蘇雙輪泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的D12-25×6型臥式暖風(fēng)器疏水泵，具體性能參數(shù)如表1所示。

表1 暖風(fēng)器疏水泵性能參數(shù)

我公司暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)采用“暖風(fēng)器→疏水箱→疏水泵→除氧器”（即“去除氧器”）布置方式（圖1）。由于疏水泵運(yùn)行啟停頻繁、疏水系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境差等原因，疏水泵自運(yùn)行以來(lái)一直不穩(wěn)定，泵體振動(dòng)大、軸封頻繁漏水等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，不僅使大量高品質(zhì)疏水不能回收，而且還影響現(xiàn)場(chǎng)的安全文明生產(chǎn)水平。因此，有必要對(duì)暖風(fēng)器疏水泵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，進(jìn)行必要的系統(tǒng)改造，以提高疏水的回收率，減少能量的損耗，同時(shí)降低設(shè)備維護(hù)的費(fèi)用及工作量，改善暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及管理水平。

3 鍋爐暖風(fēng)器不同疏水方式的運(yùn)行分析

目前火電廠常用的暖風(fēng)器疏水方式有2種，一種是傳統(tǒng)的“去除氧器”布置方式；另一種是近幾年來(lái)國(guó)外普遍采用的“暖風(fēng)器→疏水器→排汽裝置（凝汽器）”。

3.1 “去除氧器”疏水方式的缺點(diǎn)

圖1 改造前暖風(fēng)器系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

（1）系統(tǒng)復(fù)雜。疏水箱和疏水泵占據(jù)較大面積。疏水箱需要高位布置以避免疏水泵入口汽蝕，且要有足夠的空間進(jìn)行汽水分離，根據(jù)水位高低聯(lián)鎖疏水泵。運(yùn)行中疏水泵的頻繁啟停和入口處易發(fā)生汽蝕都可能造成疏水泵非正常工作，因此必須設(shè)置備用泵。同時(shí)疏水泵和除氧器的標(biāo)高相差較大，泵必須要有足夠的揚(yáng)程。

（2）設(shè)備存在的問(wèn)題較多。最常見(jiàn)的問(wèn)題是疏水箱液位計(jì)故障及疏水泵發(fā)生汽蝕。液位計(jì)故障一方面可能會(huì)造成疏水箱滿水甚至向暖風(fēng)器倒灌，使暖風(fēng)器發(fā)生水擊和振動(dòng)；另一方面可能會(huì)造成疏水箱缺水，導(dǎo)致疏水泵空轉(zhuǎn)，損壞泵體部件。同時(shí)由于泵的啟停頻繁，對(duì)泵體部件的使用壽命帶來(lái)很大的影響。

（3）設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析。從2011年12月份機(jī)組運(yùn)行后投入暖風(fēng)器疏水泵以來(lái)，暖風(fēng)器運(yùn)行參數(shù)較穩(wěn)定，各參數(shù)趨勢(shì)基本一致，以16日為例：在環(huán)境溫度-7～-15℃，暖風(fēng)器出口溫度控制在16～25℃之間，暖風(fēng)器疏水泵約55 min啟動(dòng)一次，運(yùn)行15 min停運(yùn)，1天暖風(fēng)器疏水泵運(yùn)行19次。疏水量計(jì)算：

每月（30天）疏水量為：Q=11 m3/h×15×19×30/60=1 567.5 m3。

疏水泵耗電量（按疏水泵實(shí)際運(yùn)行電流計(jì)算）：P泵=1.732×U×I×cosφ/1 000=1.732×380×23×0.85/1 000=12.867 kW。

則疏水泵每月（30天）耗電量為：W泵=P泵×t=12.867×15×19×30/60=1 833.55 kW·h。

3.2 “去排汽裝置”疏水方式的特點(diǎn)

“去排汽裝置”疏水方式與“去除氧器”疏水方式相比，系統(tǒng)大大的簡(jiǎn)化，但對(duì)疏水調(diào)整門調(diào)節(jié)品質(zhì)的要求提高。其工作原理：將疏水箱的排水管道接引至排汽裝置，在管道上安裝調(diào)整門，用控制疏水箱的液位來(lái)保證疏水箱的水封作用，萬(wàn)一調(diào)整門故障，可以用疏水旁路電動(dòng)門進(jìn)行調(diào)整，以控制好暖風(fēng)器疏水箱的液位，即可保證暖風(fēng)器系統(tǒng)正常運(yùn)行，如圖2所示。

圖2 更改后系統(tǒng)圖

4 采取不同冷凝水回收方式經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

（1）暖風(fēng)器疏水的回收問(wèn)題主要是回收到高壓場(chǎng)合（除氧器），還是低壓場(chǎng)合（排汽裝置）的問(wèn)題。有人認(rèn)為低壓疏水會(huì)損失熱量，因而不經(jīng)濟(jì)。其實(shí)這是一種誤解。從理論上講沒(méi)有冷源就不會(huì)有熱量損失，空冷機(jī)組與濕冷機(jī)組不同，低壓疏水系統(tǒng)將暖風(fēng)器冷凝水直接導(dǎo)入排汽裝置，正是避開(kāi)冷源，所以疏水導(dǎo)入凝汽器并沒(méi)有熱量損失的問(wèn)題，低壓疏水損失了一些功，但其疏水量非常小，可以忽略不計(jì)。所以，采取低壓疏水至排汽裝置后，1個(gè)月可以節(jié)省電能1 833.55 kW·h。（2）由于我公司已經(jīng)安裝高壓疏水系統(tǒng)，對(duì)于改造成為低壓疏水系統(tǒng)，其部分管道、上水手動(dòng)門、調(diào)整門還可以重新利用，只是增加部分管道、人工的成本，實(shí)際改造費(fèi)用6 500元（包括人工成本）。（3）根據(jù)多家電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期以來(lái)疏水箱水位檢測(cè)故障和疏水泵嚴(yán)重汽蝕、軸封漏泄等問(wèn)題相當(dāng)普遍，據(jù)有關(guān)資料披露，該系統(tǒng)投入率僅為50%。我公司機(jī)組投運(yùn)以來(lái)，暖風(fēng)器疏水泵也頻繁出現(xiàn)故障，以2011年12月為例：機(jī)組共運(yùn)行22天，2臺(tái)疏水泵軸封均出現(xiàn)漏泄現(xiàn)象，經(jīng)向檢修人員了解，每套軸封約900元，如果取消疏水泵，可以大大地減輕維修費(fèi)用和維護(hù)工作量。（4）很多電廠冬季投入暖風(fēng)器時(shí)由于疏水泵故障，正常疏水很難回收，因此現(xiàn)在不只是計(jì)算維護(hù)成本的問(wèn)題，節(jié)能減排的形勢(shì)要求我們必須杜絕直排現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

2012年9月我公司對(duì)鍋爐二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)行系統(tǒng)改造，進(jìn)入冬季投運(yùn)后將暖風(fēng)器疏水回收至排汽裝置，從實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看，不論從安全、經(jīng)濟(jì)哪個(gè)方面都是可行的，具備推廣的實(shí)際意義。

［1］張曉梅.燃煤鍋爐機(jī)組.北京：中國(guó)電力出版社，2009

［2］內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司.集控輔機(jī)運(yùn)行規(guī)程，2011