梅钢电厂水汽取样系统节能策略的应用

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摘要：文章简单介绍了电厂三大主要生产系统之一的水汽取样系统的重要作用、基本组成及主要检测项目，阐述了梅山钢铁公司能源有限公司水汽取样系统的防止跑冒滴漏、串级使用和循环使用的三种节能策略的详细应用，三种节能策略相互交织、相互配合，达到了合理的使用效果和最佳节能效果。

关键词：水汽取样；电厂；节能；策略

中图分类号：TH165 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0128-02

1 概述

水汽系统是发电厂继燃烧系统和电气系统之外的三大主要生产系统之一，水作为传播介质，在水、汽系统中循环运行，在水汽循环系统的运行过程中，根据不同水质的变化情况，防止锅炉及热力系统产生结垢、腐蚀与积盐，以确保机组的安全、经济运行是火电厂水汽监督的主要任务。若是系统内氧含量超标，会造成氧腐蚀；炉水含盐量超标，会造成炉管及过热器积盐，最终导致锅炉爆管事故的发生。因此，设置水汽取样在线监测装置的目的是自动连续监测机组的水汽质量，确保含盐量、硬度、酸碱度等指标满足标准要求，最大限度降低电厂锅炉水冷壁、过热器、蒸发器、省煤器等各受热面受到磨损而使部件的管壁减薄，为机组的运行调整提供可靠的依据。运行时若发现某项指标超标，可随时采用相应的对策，如调整磷酸盐、除氧剂等加药量，改变连续排污量及间断排污量等。

2 电厂水汽取样系统简介

2.1 组成

电厂水汽取样系统通常包括三部分：（1）对样水进行减温减压、排污、截止的高温高压架，主要由截止阀、冷却器、球阀、减压阀、管路系统、框架等组成；（2）对样水进行取样、分析、过滤、调节的低温仪表架，主要由化学仪表、节流阀、安全阀、电磁阀、数显温控仪、取样阀、管路系统、框架等组成；（3）使样水温度恒定在25℃左右的恒温装置，主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、管路系统、框架等。按照在线化学仪表采样架方法安装，按照样品与取样器、导管、冷却系统接触时间越短越好的原则，尽量将高温高压架、低温仪表架与恒温装置三者分别隔离。

2.2 主要检测项目

根据电厂机组热力系统的特点，一般情况监测项目有：过热蒸汽（CC、SiO2、Na ），饱和蒸汽（CC），炉水（PH、SC、PO4），锅炉给水（PH、CC、O2），汽机凝结水（CC、O2），发电机内冷水（PH、CC）。

3 水汽取样系统在我厂的节能策略

3.1 防止跑冒滴漏策略

从水汽取样系统的组成可以看出，每路样水的连接部件较多，管路较复杂，梅钢电厂部分机组水汽取样系统已使用十余年，接头处渗漏点较多，造成跑冒滴漏现象且不易处理。

3.1.1 改进管路连接方式。由于样水管路敷设时采用卡套联接，卡套式接头的性能质量除了与零件的材料、制造精确度、导管的椭圆度等有关外，还与装配的质量有重要关系。为了防止跑冒滴漏现象，对样水管路连接及敷设方式进行改进，在一次阀后的中、低压仪表管路上面采用焊接式（焊接连接就是采用电焊或者氩弧焊进行的仪表管路连接）；在终端联接处及管路与设备连接处采用螺纹式连接（螺纹联接是一种简便的连接方式，它主要通过密封螺纹来防止泄漏）。

3.1.2 避免蹩压现象的技术。有些跑冒滴漏是由于管道的堵塞，造成蹩压，从而连接部件物防承受超范围的压力，从最弱部位泄压造成跑冒滴漏。最有效的方法是定期对过滤器、冷却器、电极、流通池、内部管路等清洗疏通。

同时我们运用多单元保护策略，当减压阀后样水压力超过0.3MPa，采取安全阀动作卸压保护，同时伴有声光报警，而当样水压力恢复到0.3MPa以下时安全阀又将自动关闭，保证系统正常工作。当减压阀后样水温度超过40℃，电磁阀动作，将超温样水从旁路排出，同时伴有声光报警，当样水温度低于40℃时电磁阀自动释放，系统正常工作。采用冷却水压力过低保护装置，当冷却水流量低于0.12MPa或中断，自动开启样水电磁阀排掉部分样水，以保护分析仪表传感器，同时伴有声光报警，当冷却水压力大于0.12MPa时电磁阀自动释放，系统恢复正常。

3.2 串级使用策略

同一测量点的不同测量项目原来是分别由调节阀、转子流量计、样水过滤器及测量回路构成（如图1），如果某测点需要测量CC、PH、O2这三个项目，样水必须分别经过这三个项目的调节阀、转子流量计、样水过滤器及测量回路后向外排出，另外再加一路人工取样后向外排出。

通过实验室数次实验后得出结论，样水先后经过CC、PH、O2电极后对测量结果无影响，之后再经人工测量完外排（如图2），将同一测点的不同测量项目共用一路调节阀、转子流量计、样水过滤器，之后依次经过CC、PH、O2电极，各电极管路首尾串联，末端排水供人工取样用，将每个测点的样水损耗由原来的多路减为1路。

3.3 循环使用策略

发电机内冷水的CC和PH的测量使用闭式循环，避免经人工取样和在线仪表监督后，内冷水的大量流失，以减少发电机内冷水的浪费和补水，从而减少水能的浪费。

3.4 串级使用和循环使用交织策略

我厂水汽取样系统原来分为一级冷却和二级冷却，二级冷却采用漩涡高效筒式冷却器冷却，冷却效率高，能耗低。而一级冷却器为敞开式冷却桶，需要冷却水的压力较高，供水泵电能消耗较大，敞开式存在冷却水的蒸发和漂滴，造成水量损失；原来一级冷却水和二级冷却水冷却完毕后分别直接外排。改进后将串级使用策略和循环使用策略交织使用，将原来的二级冷却方式改为现在的串路密闭式循环冷却方式，即将二级冷却器由原来的敞开式改为密闭式，避免冷却水的消耗和减少电能的消耗；将一级冷却和二级冷却串级使用，冷却水先从二级冷却进口进入冷却系统，再将二级冷却的排水用至一级冷却的进水，使用后从一级冷却出口排出，经过回收冷却后再回到二级冷却的入口，如此循环使用。

4 结语

水汽取样系统提高了水汽质量监督的准确性，保证了机组热力系统的稳定运行，减少了机组发生爆管事故而造成损失。水资源的短缺和水环境的污染给人类的生存与发展带来了巨大的威胁，是人类必须面对的严重环境问题，梅钢电厂水汽取样系统节能策略的应用，不但减少了水资源的浪费，而且降低了电能和热能的消耗，三种节能策略相互交织、相互配合，达到了合理的使用效果和最佳节能效果。

参考文献

[1] 李晓芸，张华，席兵.火电厂用水与节水技术[M].北京：中国水利水电出版社，2008.

[2] 国电太原第一热电厂.化学水处理系统和设备[M].北京：中国电力出版社出版，2009.

[3] 周柏青，陈志和.热力发电厂水处理[M].北京：中国电力出版社，2010.