某厂某机组引风机闭式冷却水系统研究和优化

1、某厂某机组引风机闭式冷却水系统研究和优化摘要：鉴于引风机闭式冷却水系统的重要性，并 且该系统在改造后还存在很多问题和不足，就其对系统安全 运行的影响及生产的技术问题进行了分析，提出解决及优化 方案。关键词：闭式水系统板式换热器出力补水中图分类号：tm文献标识码：a文章编号：1003-9082(2013) 11-0175-02一、前言根据国家十二五环保要求，现役和新建的火力发电厂的 nox排放不能超过200mg/nm,某厂全部机组需要进行脱硝改 造，为了满足增加脱硝装置后的系统阻力要求，同时达到节 能降耗的目的，提高机组的可靠性，使改造达到最优化，引 风机作为脱硝改造的配套设施，需要进行增容改造

2、，在改造 时，取消原系统增压风机，拆除脱硫旁路挡板，将引风机改 为三合一引风机。闭式水系统作为引风机及其润滑油站的冷 却水源，在机组的安全稳定运行中起到相当重要的作用。某 机组引风机系统经改造后，对其冷却水系统发生了变动，现 就其闭式水系统存在的问题进行分析。下图为引风机闭式冷 却水系统图。二、闭式水系统夏天水温高机组大修后启动，环境温度逐渐降低，但是引风机润滑 油温度仍然偏高，导致润滑油循环泵频繁启停，如果环境温 度逐渐升高，到夏天达到3(rc以上，现有的闭式冷却水系统 可能无法满足引风机的正常运行，导致机组不能满出力运 行。对其进行分析，有如下几个原因：1.设计冷却面积不足引风机闭式冷却水

3、系统选用了板式换热器，它具有传热 系数大，占地面积小，成本低等优点，但同时也存在易结垢、 堵塞、阻力大、拆卸不便等缺点，现在设计的为两组水水板 式换热器，但是在环境温度髙时，闭式冷却水温度可能无法 满足设计要求，也就是说此两组板式换热器的设计面积比实 际需要的冷却面积小。热负荷计算公式：q=cm (t2-tl)q-热负荷(kcal/h). c-介质比热(kcal/kg. °c)(水为 1)、m-介质质量流量(kg/h), t2-tl为介质进出口温差。换热面积计算公式：a=q/k. ta-换热面积(itf)、b- k-传热系数(kcal/m2. °c )水水换热k值2500-

4、4500、t-对数平均温差。夏季时板式换热器的系统参数：一次水进水温度：(闭55) 次水出水温度：(闭45) 二次水进水温度：(开18)二次水出水温度：(开30) 一次水流量：160m3/h经计算 q二 1*160*1000* (55-43) =1920000 kcal/ht= (45-18) - (55-30) /ln (45-18) / (50-30) =26°c传热系数取k=3000a=q/3000*t=1920000/3000*26=24. 61 m2板式换热器的设计余量一般取10-30%,现在取余量为 20% o则板式换热器的换热面积a=24. 61+24. 61*20%=

5、37 m2板式换热器上铭牌上的换热面积为25 m2,未能满足系 统的换热要求，所以当一个板式换热器故障时，引风机系统 不能满出力运行，在夏季大负荷期间影响了机组的负荷。由 于此原因，可考虑增加交换器的换热片，或增加一组换热器, 或更换成换热面积大的板式换热器。2板式换热器的脏堵问题由于板式换热器的通流间隙比较小，且流道复杂，压降 大，且某机组引风机闭式冷却水系统在改造时，闭式水侧和 开式水侧均没有加滤网，故运行一段时间后，由于板片间的 泥沙沉积以及结垢，使冷却水量减少，直接影响到冷却水的 冷却效果。未解决此问题，可以在闭式水侧和开式水侧各加 一组滤网，同时考虑到引风机是比较重要的辅机设备，同时

6、 也为了减少运行和检修人员的工作量，所以建议加装的滤网 处加一路冲洗管或采用可进行自动反冲洗的滤网，这样可以 在运行时定期进行冲洗，以保证有足够的冷却水量。也可以 改造成管壳式换热器，这样水阻变小，也不容易堵塞。三、板式换热器的泄露问题2012年10月5日，在该系统投运过程中，在系统放水 门全部关闭，冷却水泵运行正常的情况下，引风机无法正常 运行，电机线圈温度升高过快，且闭式水箱水位下降较快， 无法维持，导致引风机被迫停运，处理时关闭闭式水板式换 热器开式水侧出入口门后，启动冷却水泵，闭式水箱水位不 在下降，开式水侧压力最高0. 27mpa,闭式水侧压力0. 8mpa 左右，所以当板式换热器发

7、生泄漏时，闭式水侧的水串入开 式水侧中，由此判断为板式换热器泄露。板式换热器最薄弱的环节就是密封垫片，密封垫片不仅 要密封介质不向环境泄露，而且要防止冷却介质之间的泄 露。板式换热器易在密封垫片处发生泄漏，主要是由于热涨 冷缩和压力波动。由于闭式冷却水侧的压力高于开式水侧的 压力，所以闭式冷却水侧的水会沿着漏点进入开式水系统， 使闭式冷却水箱的水位下降，从而使换热器出口的冷却水压 力下降，最终导致引风机电机和润滑油站的冷却水量不够， 影响换热效果。所以作为运行人员，在操作上应该注意，再 投运时应先开启冷热介质的出口门，然后缓慢开启冷介质的 进口门，再开启热介质的进口门，使介质缓慢流入换热器，

8、停运时先关闭冷介质进口门，再关闭热介质进口门，最后关 闭两介质的出口阀门。四、冷却水泵出力异常的问题冷却水系统改造后试运时，频繁出现出力异常现象，若 冷却水泵出力不足，则导致引风机和引风机润滑油站不能正 常工作，所以要确保冷却水泵可以正常运行，从而保证引风 机系统可以正常运行。其主要原因有：1闭式冷却水泵易进入杂物2012年10月6日，启动引风机冷却水泵时，电机电流 93a （正常运行7 4 a）,并且就地检查时，泵有异音，停止 冷却水泵运行，解体检查发现，冷却水泵中进入一只手套， 取出后泵运行正常。此闭式冷却水系统在改造时，冷却水泵前只有一个手动 门，未加装滤网，且引风机冷却水箱至冷却水系统

9、的接口处 也没有过滤措施，并且冷却水箱是对空的，这样可能会有杂 物进入冷却水系统，所以在系统投运时，由于水中杂物较多, 有杂物进入冷却水泵，导致冷却水泵异常，出力降低，这样 增加了运行和检修人员的工作量。所以建议在冷却水泵前加 装滤网，这样可以避免杂物进入冷却水泵，使冷却水泵出现 故障。（加装滤网后如上图所示）2系统中空气排不尽的问题2012年10月8日，启动引风机闭式冷却水系统时，闭 式水泵电流52a,并且摆动，出口压力刚启动时0. 8mpa左右 （正常），运行几秒钟之后，出口压力下降至0.2mpa左右， 并且泵内有异音。处理时，开启系统所有放水门，启动冷却 水泵运行一段时间后正常。系统在改

10、造时，整个系统中没有安装放空气门，这样在 系统投运时，系统内的空气不能有效的排除，同时可能由于 吸入管或仪表漏气，入口焊缝漏气，入口管道有沙眼或裂缝, 泵内或吸入管内留有空气以及管路漏气，如果在启泵前没有 把入口管和泵内的空气排尽或在运行当中入口管阀漏气，泵 在运行中自吸能力就降低。这些现象都有可能引起冷却水泵 流量下降，出口压力下降，从而影响冷却效果。所以建议在 系统的尾部和管道的高点加装放空气门，这样在系统投运前 可以先注水排空气，使系统中的空气排尽，就不会出现系统 中空气排不尽而影响冷却水泵出力的情况。（如上系统图所 示，加装放空气门）五、冷却水系统的备用冷却水问题在此闭式冷却水系统中，

11、增加了开式水至闭式冷却水供 水，闭式冷却水回水至开式水系统的两个阀门，由此来作为 闭式水系统的备用冷却水，这样当两台冷却水泵故障不能工 作时，可以开启这两个阀门，以保证引风机电机及润滑油站 的冷却水不中断，但是由于开式水系统压力低，并且在引风 机运行前未进行相关的试验，不能保证冷却水泵故障后，引 风机在不同的环境温度下正常运行，使润滑油温或引风机线 圈温度上升，导致引风机不能正常运行。所以应考虑在开式 水侧增设一台冷却水泵，以作为在引风机冷却水泵故障时的 临时备用泵，也可以将上诉两个阀门直接接入炉侧闭式水系 统，这样冷却效果会好一些。六、补水环节可能出现的问题水箱水位正常运行时为1.3米，低于

12、1.0米，水位低报 警；高于1.5米，水位髙报警。冷却水箱容量为5m?,此冷 却水系统在正常运行时，是不需要补水的。该系统在设计安 装时，在补水管路上，只有一个电动门和手动门，此时只能 调节电动门的开度来控制补水量，使系统基本趋于稳定运 行，但是如果系统中出现漏点，冷却水箱的水位逐渐下降， 如果发现不及时，当水位低到一定程度时，使泵的出力下降, 冷却水对引风机电机和润滑油站的冷却效果就会下降，从而 不能满足机组的正常运行。所以建议在补水电动门和手动门 之间增加一个补水调门（调门可是设定水箱水位，如设定为 1.4m,那么在水位低于此值时，调门自动开启向水箱中补 水），同时也为了引风机系统的安全运行，再加装一个旁路 电动门（如上系统图所示），正常运行时，补水电动门和手 动门开启，旁路门关闭，用补水调门根据水箱的水位来控制 补水量，这样可以是冷却水系统的补水环节更加安全、可靠。结束语由于此闭式冷却水系统关系到引风机