锅炉管屏改造

1、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11一、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

2、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

3、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、低压过热器、低压蒸发器、中压省煤器、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

4、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，

5、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

6、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

7、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

8、。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

9、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0.4-0.5 MPa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。

10、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频繁频繁不振改造后振动情况不振不振不振不振 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

11、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

12、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

13、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PP1-P2=17.34KW；

14、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

15、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