真空泵换热器系统改造.doc

真空泵换热器系统改造
于海 （新疆天山电力股份有限公司 玛纳斯832200）
摘要：我厂三期2×300MW机组采用水环式真空泵抽气系统维持机组真空，一台300MW机组配备了2台真空泵，一台泵运行一台备用。每台真空泵装有一台板式冷却器来冷却工作液，工作液的温度直接影响到真空泵的出力，温度越低相对机组的真空度也就越高，机组效率也就越高。但是真空泵备用期间，换热器冷却水进、出水门处于完全打开状态，浪费了大量的冷却水，由于冷却水中含有较多杂质经常堵塞换热器，降低了换热器换热效果，影响到了机组的效率及安全运行。本文就以上两个问题，提出了解决方案和效益分析。
关键词：真空泵 换热器 冷却水
1 概述
我厂三期两台300MW机组配备了4台真空泵，每台真空泵装有一台板式换热器来冷却工作液，工作液的温度直接影响到真空泵的出力，温度越低相对机组的真空度也就越高，有助于提高机组效率。冷却水采用开式水，因为水质比较差，经常造成换热器内部翅片积累沙粒等的堵塞物，严重影响了换热效率和机组的真空度。夏季，冷却水温度相对较高，使得真空泵的工作液温度也相对较高，机组真空度较低，影响了机组效率。每月检修人员都要对换热器进行清扫一次。清扫时都要将真空泵退出备用、解列换热器，这项工作只有在夜间零点后机组低负荷时进行，清扫一台冷却器大约需要5小时，无备用泵将严重影响机组的安全运行。
由于真空泵处于备用状态时，为保证机组安全运行，备用泵随时联动，换热器冷却水进、出水门始终处于全开状态，浪费了大量的冷却水，增加了换热器的清扫频率，若加以改造将很有利于节水降耗，降低机组运行风险。

2 真空泵换热器系统状况
我厂真空泵系统主要由真空泵、气水分离器、换热器组成。换热器是用来冷却气水分离器中分离出来的工作液，以供真空泵循环使用。采用开式水作为冷却水，换热器的冷却水进、出口门为PN16 DN100的手动蝶阀，换热板面积11.8m2，原装换热片共65片，设计冷却水量50t/h。真空泵换热器系统图如图一所示。

图一

3 解决方案
3.1 加装滤水器
为了减少换热器冷却水中的大颗粒杂物，避免换热器板孔堵塞。在真空泵换热器冷却水进水管上加装过滤器，购置4只滤水器（规格PN16、DN100、网孔直径3mm），滤去水中的大颗粒杂质，虽然无法滤掉冷却水中的泥沙，却可有效减轻换热器板孔堵塞，提高换热效率，减少对换热器的清扫次数，降低机组运行风险。
3.2 安装电动蝶阀
为了减少备用真空泵换热器换热板表面附着泥沙，节约大量冷却水。将真空泵换热器冷却水出水手动蝶阀更换为电动蝶阀，在真空泵备用期间冷却水出口门处于关闭状态，在运行中的真空泵出现事故联动备用真空泵运行时，能及时打开冷却水出口门，保证真空泵的正常运行。
真空泵换热器冷却水出口手动蝶阀更换为电动蝶阀后，主要有以下效益：
（1）在真空泵备用时可隔断换热器冷却水流过，降低换热板表面附着泥沙，减少换热器的清扫次数，提高了机组安全运行系数，降低了人力投入。
（2）由于备用真空泵换热器冷却水未投入运行，一年一台备用真空泵可节约（365天×24小时×50t/小时）43.8万吨冷却水。
3.3 购买备用换热片
为降低换热器的换热片清扫时间，可购置65片换热片和附带密封橡胶条。在清扫换热器时，可将购买的换热片替换上，节约清扫时间3小时，换下的结垢换热片清扫后可作为下次清扫换热器使用。这样清扫一台换热器只需2小时即可完成，大大降低了真空泵退出备用时间，提高了机组安全运行系数。
4 效益分析
本文主要从降低换热器的清扫时间和换热器的清扫周期以及节约冷却水出发，提出符合实际的解决方案。
方案一、需要购买四只滤水器，滤水器的价格比较低，可过滤掉冷却水中直径较大的杂物，虽然无法滤掉冷却水中的泥沙，却可有效减轻换热器板孔堵塞，提高换热效率，减少对换热器的清扫次数，但无明显经济效益；
方案二、需要购买四只PN16、DN100的电动蝶阀，安装控制电缆，一次性投资较高，且施工量较大，但是按照我厂真空泵运行方式，可极大地降低真空泵换热器清扫周期（因备用泵不需清扫），节约大量冷却水，有效地降低机组的运行风险，经济效益明显；
方案三、需要购买一台换热器的换热片及密封橡胶条，按设计要求，共65片，费用约10万元。可在真空泵换热器需要清扫时，将备用换热片更换上，可节约真空泵换热器清扫时间3小时。此方案投资较高，且无明显的经济效益。
根据我厂三期两台300MW机组真空泵换热器的运行情况，每年5月到10月份开式水水质较差、温度较高，这段时间换热器清扫比较频繁，从2009年、2010年的运行情况来，每台换热器平均每个月需要清扫一次，而其他时间内基本上不需要清扫。按照上述内容，列出下表进行对比：

方案
一次性改造投入（元）
改造前
年清扫次数
改造后
年清扫次数
清扫时间（小时/次）
节约冷却水（t/h）
方案一
4台×1000
4台×6次
4台×4次
5
0
方案二
100000
4台×6次
2台×6次
5
2×50
方案三
4台×15000
4台×6次
4台×6次
2
0
均采用
164000
4台×6次
2台×4次
2
2×50
由于清扫真空泵换热器需要真空泵退出备用，而无备用泵将增加机组的运行风险，所以尽量减少机组的清扫次数与时间，会更有效地降低机组的运行风险。
5 结论
按上述内容，可优先选择方案二，将真空泵换热器冷却水进水手动蝶阀改为电动电动蝶阀，不但能有效地降低机组的运行风险，还能节约大量的冷却水，效益显而易见。方案一、三可辅助实施。

[参考文献]：
[1]周本省.工业水处理技术,第二版[M].北京：化学工业出版社，2002