锅炉管屏改造.docx

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锅炉管屏改造

附件：

中国华电集团公司

青年创新创效优秀成果

申报书

成果名称：

针对锅炉凝结水加热器管屏的改造

申报单位：

广州大学城华电新能源有限公司

推荐单位：

广州大学城华电新能源有限公司

2012年 9月 1日

一、成果基本情况

成果名称

针对锅炉凝结水加热器管屏的改造

成果类别

技术

首创/应用

首创

成果完成时间

起始：

2012年2月15日

完成：

2012年3月12日

成果完成人

姓名

性别

出生年月

政治面貌

技术职称

行政职务

职责

（负责人/成员）

矫正

男

1986.1.11

预备党员

助理工程师

运行值长

负责人

郭镇洪

男

1978.4.28

群众

助理工程师

热机主操

成员

温伟民

男

1978.9.9

群众

助理工程师

热机主操

成员

吴恒军

男

1978.1.20

群众

助理工程师

热机主操

成员

刘明涌

男

1986.8.27

党员

助理工程师

热机巡操

成员

联系

方式

固定电话

移动电话

189********

电子邮箱

182103580@

通信地址

广州市番禺区南村镇市新北路1689号

35周岁以下青年比例（%）

100%

二、成果主要内容

成果简介

1、项目简介

广州大学城华电新能源有限公司成立于2008年，是华南地区电力系统的重要组成部分，承担着电网调峰、向大学城及厂区周边供冷、热等重要任务，广东地区电网峰谷差值巨大，决定了我公司机组“早启晚停”的特殊生产方式，机组负荷的频繁波动对余热锅炉管屏的设计提出更高要求。

为满足“早启晚停”的特殊生产方式，我公司一期采用2*78MW燃气—蒸汽联合循环机组，并匹配两台锅炉（分别为#1号、#3号）。

余热锅炉形式为：

卧式烟道、立式螺旋翅片管自然循环水管锅炉。

锅炉架构采用一体化架构结构。

系统主要包括锅炉入口烟道、锅炉本体、主烟道、相关的烟道附件等。

传热元件（螺旋翅片管）全部布置于卧式烟道内，与本锅炉相匹配的燃机轮机为上排气，进口烟道根据流场模化实验结果进行设计，确保流场的均匀和最小压损。

锅炉内部管屏受热面依次为：

余热锅炉的中压过热器、中压蒸发器、中压省煤器Ⅱ、低压过热器、低压蒸发器、中压省煤器Ⅰ、除氧蒸发器、凝结水加热器、热水锅炉。

其蒸发管束均为双集箱立式。

螺旋翅片管受热面管组，螺旋翅片管与集箱焊接成受热面管组，管束错列布置。

2、运行现状简述

凝结水加热器管屏是锅炉系统中的重要组成部分。

为除氧器提供参数匹配的除盐水，以保证锅炉系统的正常运行。

凝结水加热系统的流程为：

凝结水通过凝结水泵升压，经过轴封加热器的一次加热进入凝结水加热器管屏，吸收烟气的热量进行二次加热，用于提高循环热效率，最后进入除氧器。

然而随着机组启停次数的增加，我们发现凝结水加热器管屏在锅炉升温升压中，出现了一些问题：

（1）在机组启动、停运过程中，随着燃气轮机负荷的变化，锅炉系统中的压力、温度等参数也随之而变化。

在此过程中，锅炉凝结水加热器管屏出现振动现象。

（2）原始设计中，凝结水进出口管道没有排气口，在锅炉凝结水加热器管屏进水时候，汽水冲击管屏的现象严重并伴有振动。

（3）#3炉炉水溶解氧短期不合格，经多方调整无效。

3、科学分析及解决方法

3.1科学分析

3.1.1凝结水加热管屏振动的分析

凝结水加热管屏若出现振动大的现象，一般有以下几个原因：

（1）凝结水泵发生喘振或汽蚀；

（2）管道上阀门开关频繁或者阀门开度过小导致汽化；

（3）管道本身支架不稳，发生共振；

（4）凝结水管道内泄漏空气；

（5）凝结水流量、流速不稳定，有扰动现象。

经过多次试验，排除了前几者原因。

此后我们调整了凝结水至除氧器的调节门开度，效果不明显；

当机组在升降负荷时，凝结水泵频率变化，凝结水流量、压力也随之变化，此时会出现凝结水管道振动现象。

所以，初步怀疑振动跟凝结水流量、压力有关。

由于凝结水是从凝结水泵加压后至轴封加热系统，再通过一系列布置于余热锅炉中的加热管屏，诸多阀门、法兰接口容易引起空气泄漏。

凝加管屏进出口缺乏排气装置，管屏中一旦含有过多气体会造成管屏换热效果变差，影响效益，甚至出现水汽冲击管屏导致管屏振动，这同样是溶解氧含量偏高的主要原因。

3.1.2#3炉炉水溶解氧短期不合格分析

一般而言，将锅炉炉水加热并达到除氧器额定运行压力下的的饱和温度，同时开启排氧门，即可有效控制锅炉炉水溶解氧含量，但是经过我们多次调整，效果都不理想，经分析后得出可能与以下几个因素有关：

（1）除盐水品质不合格，化学供水溶解氧含量偏高；

（2）锅炉进水管道、阀门泄漏或者凝结水泵汽化，有空气进入；

（3）除氧器排氧门开度不够；

（4）除氧器进水温度偏低；

（5）除氧器喷淋装置损坏，水汽接触不良。

通过水质化验跟踪和真空查漏试验，确认我厂水处理装置出口除盐水水质合格，炉水管道、阀门无泄漏现象，泵体运行正常。

初步诊断#3炉炉水溶解氧短期含量高是由以下两个原因造成：

（1）除氧器喷淋装置运行故障，导致水和蒸汽在除氧器内分布不均，水汽接触面不佳，除氧效果恶化。

（2）经由凝结水加热器管屏加热后，至除氧器的炉水温度偏低，导致#3炉炉水溶解氧含量偏高。

由于除氧器自带除氧功能，其原始设计温度100℃能满足自身上水的除氧要求，控制炉水溶解氧含量在15ug/L以下。

目前运行时，除氧器自身供汽温度达不到设计工作温度，还需要低压蒸汽系统提供2T/h低压饱和蒸汽辅助除氧，除氧头温度才勉强达到100℃左右。

此后维护人员对除氧器喷淋装置进行维护后，发现除氧头温度虽微有上升，但效果不佳。

最后锁定，#3炉炉水溶解氧含量偏高是进入除氧器的凝结水温度偏低造成。

3.2解决方法

3.2.1针对凝结水加热器管屏振动的解决

由于原始设计时，两台锅炉凝结水加热器管屏都没有设置温度表、压力表，无法了解锅炉凝结水上水温度及压力情况，所以小组研究决定，经部门领导批准，对凝结水加热器管屏加装温度表、压力表，以便进一步比较分析。

经过多次试验，发现降低凝结水泵频率在某个区间时，管屏振动明显减小。

由于改造前凝加管屏出口压力无从知晓，只是维持凝结水泵出口压力为1.0MPa，而在随后的实验当中发现，当维持凝结水泵出口压力在0.65-0.8MPa之间，凝加管屏出口压力0.4-0.5MPa。

机组升降负荷时振动强度明显降低、频率明显减小，但仍有振动情况发生。

当机组稳定运行时，维持凝加管屏出口压力在0.4-0.5MPa之间，凝加管屏没有出现振动。

设计初期，两台锅炉凝结水加热器管屏进、出口都没有装设排气门，虽然管屏底部装设有排水阀，但无法将管屏中的气排除，以至于在机组启动、停运、锅炉参数变化时凝加器管屏伴有振动现象。

经过小组深入研究，经部门领导同意，在凝结水加热器管屏进、出口分别加装排气门。

经过多次试验，在锅炉启动、停运、及负荷变化时，微开排气门，将气体排出，凝结水加热器管屏振动现象消除。

如图所示：

改造前改造后

如表所示，为改造前与改造后有关情况对比：

锅炉启动

锅炉停运

负荷变化

稳定运行

改造前振动情况

频繁

不振

改造后振动情况

不振

3.2.2针对#3炉炉水溶解氧短期不合格的解决

在#1炉和#3炉凝结水加热器出口管道加装温度表之后，经多次检查对比发现，在两台锅炉烟气流量、温度基本一样的情况下，#1炉凝结水加热器管屏出口温度为97℃，而#3炉凝结水加热器出口温度仅为75℃，而两台炉凝加管屏的入口温度均为42℃左右，由此可见，#3炉凝结水加热器管屏的工作效率明显低于#1炉。

在征得安全生产部门批准后，会同维护部门对#3炉凝结水加热器管屏进行拆解分析，发现#3炉凝结水加热器管屏上联箱挡板脱离。

挡板脱离前挡板脱离后

1-凝加上联箱；2-定位销；3-挡板；4-管屏；5-凝加下联箱。

温度表和压力表的安装使得管屏运行时各参数表现更为详尽直观，困扰大家的溶解氧含量高问题也由此得到解决。

上联箱挡板被冲刷移位后，水流短路，凝结水没有得到充分加热直接流出，造成凝加出水温度偏低，导致除氧器温度、压力不够，炉水溶解氧不合格，严重会发生管道爆裂，威胁设备安全。

维修后的凝加管屏不但进出口温度达到正常值，除氧器也不再需要低压蒸汽系统提供2T/h低压饱和蒸汽辅助除氧。

针对改造前、改造后的炉水溶解氧对比如图：

从图表上可以看出，炉水溶解氧合格标准为15ug/L，改造前#3炉炉水溶解氧含量同期不合格率达50%，改造后溶解氧合格率达到100%，除氧效果远优于改造前。

4、应用普及

创新的最终目的在于应用，在于取得实效。

这次针对凝结水加热器管屏技改，不但使我们解决了在生产上遇到的问题，同时节约了生产成本，提高了生产效益。

在与国内部分同类型电厂的交流中得知，其中一些电厂的锅炉凝结水加热器管屏也会出现振动现象，而且并无很好的解决方法。

我们详细介绍了我厂关于此现象的解决方案，同时也对新能源电力企业的发展方向进行了交流。

在未来的工作当中，我们将全员发动，全力推进，优势互补，共同提高，使集团公司“创新创效”工作高效、快速发展。

三、经济社会效益与曾获奖励

1．经济效益及计算依据〔单位:

万元（人民币）〕

1、设备改造后至今，#3炉运行小时数约为：

3500小时；由于#3炉除氧器，不再需要低压蒸汽系统提供2T/h低压饱和蒸汽进行辅助除氧，低压饱和蒸汽约为：

200元/吨，所以节约低压饱和蒸汽价值约为：

3500（小时）*2（T/h）*200（元）=140万元

2、参数调整后，第一套机组的凝结水泵运行小时数均为：

2000小时，第二套机组的凝结水泵运行小时约为：

3500小时，出口压力均由1.0MPa调整至0.65-0.8MPa之间，电流由120A降低为89A,所以：

节省功率P＝P1-P2=17.34KW；节省电量W1=Pt=17.34*3500=6.069万KWh,

节省电量：

W2=Pt=17.34*2000=3.468万KWh；

按0.7元销售电价计算，节省约为：

（W1+W2）*0.7=6.676万元

设备改造后至今，创造效益共计约为：

140+6.676=146.676万元

2．安全效益

此次针对锅炉凝结水加热器管屏的改造，切实消除了凝结水加热器管屏振动对机组安全运行的影响，也消除了#3炉溶解氧不合格对汽水管道的安全隐患，有效的遏制了不安全事件的发生。

同时，我们认真贯彻了“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，强化责任，细化措施，突出预防，狠抓落实积极有效的完成各项安全生产工作。

在未来的安全生产工作当中，我们将进一步完善以责任、保障、监督、技术为支撑的管理体系，按照“依法依规、实事求是、注重实效”和“四不放过”的原则，细化责任落实，完善管理制度，将工作做到位，做到实处，确保安全生产的可控再控。

同时，要以防止发生重大设备损坏为目标，认真抓好机组运行管理，加强设备巡视和维护，加强设备缺陷管理，提高消缺及时性和质量，严格控制重复性缺陷的发生，夯实安全基础，为集团公司创建国际一流能源集团提供有力保障。

3．社会效益

新型节能发电企业是国家的重要产业，是国家“建设节约型社会、构建和谐社会、保持经济可持续发展”的需要，由原来的高投入、低产出、高能耗，低效益、形式单一的企业形态，演变成多元化、高科技、高效益、低能耗的方向发展。

对于我公司而言，保障广东电网的稳定运行、保障广州大学城及周边热水的稳定供应、保障厂区及周边的冷气供应等等，正符合了新型节能发电企业的发展方向，使新能源产业上到新的台阶。

对于此次针对凝结水加热器管屏的改造，不但保证了机组安全稳定的连续运行，而且解决了同类型发电企业在运行当中，同样出现的问题。

不但减小了对厂区周边的噪音干扰，保护了生态环境的健康发展，还培养了一批“勤思考、多动手”的优秀员工，推动了新型节能发电企业科技的进步，为今后新型节能发电企业的蓬勃发展，奠定了良好的基础。

4．曾获的奖励与表彰

获得广州大学城华电新能源有限公司，2012年4月，发电运行部，表彰奖励

四、申报单位、推荐单位意见

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单位

名称

地址

邮编

联系人

姓名

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