间壁式换热器
换热器类型
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山东华聚能源济东新村电厂热网换热器技术改造点击：2066 日期：[ 2014-04-26 21:35:37 ] |
| 山东华聚能源济东新村电厂热网换热器技术改造 徐开彬 宋凤霞 王建莹 李广泉 杨秀丽 华聚能源股份有限公司济东新村电厂 摘要：本文就济东新村电厂换热站换热器的技术改造进行简单介绍，希望为同类型的换热器改造提供一些借鉴经营。 关键字：换热器 改造 济东热电厂就是为服务新村和矿井而建设的集供电、供暖和供煤气为一体的配套工程。该电厂装机容量12MW，采用2台抽汽式汽轮机组3台35t/h循环硫化床锅炉炉，担负着新村整个居民区及医院的供暖和供电任务。 1·系统运行中存在的问题 近年来冬季供暖问题一直是新村电厂和济东新村争执的焦点问题，双方对供暖的效果存在严重的分歧，进而影响了双方的正常的关联交易，供暖费用新村迟迟不按照电厂供暖计量表计结束，致使电厂蒙受巨大的经济损失。 新村电厂换热站2000年投入运行的，共配置了8台换热器，分别是北区3台，换热量为45MW；南区3台，换热量为36MW；辅企2台，换热量为12MW，进行分区供热，均为浮头式U型管换热器。原设计供暖面积60万m2，现已达到70多万m2，而且还有增加趋势。供暖的外网系统、管道隶属于济东新村物业管理，设备保养、管道清理等工作管理不正常，造成各换热器管束内淤泥、杂物、铁锈等存留较多，锈蚀严重，已严重影响到换热器的换热效率，在2005年、2006年两次对八台换热器清洗过程中由于堵塞严重、无法疏通已堵管70余根，同时还有约50余根管束至今未能正常疏通，致济东新村电厂热交换站运行供热能力减小，不能满足用户的供暖要求。另外原换热器管束为“U”管束，一旦在弯管处堵塞就极难疏通。 鉴于以上原因，2008年拟对换热器中堵塞较为严重的北区、南区换热器进行技术改造，各改造其中一台换热器。 2·改造的技术方案 该项目最主要的技术要求就是确定多大的换热量能满足供暖的要求，因此电厂技术人员要进行详细的热力计算，确定设备的换热量，通过计算发现北区换热系统选择15MW的复合流程式汽水换热器采用两用一备的运行方式不能满足40万平方米的供热需求，同时由于本次工程仅更换一台换热器，并考虑换热效率等方面的因素，因此选择一台18MW的复合流程式汽水换热器进行供热运行。若面积增加时，可采用三台换热器并联运行的模式运行。 北区现有的三台循环水泵的参数为：流量=550m3/h,扬程=50mH2O；经计算可知，采用两用一备的方式即可满足运行要求。 南区换热系统若选择12MW的复合流程式汽水换热器采用两用一备的运行方式，从计算角度看可以满足30万平方米的供热需求，但在实际运行时，充分考虑了换热器自身的换热效率及供热的实际工况等客观因素影响，为保障供热效果，因此选择一台15MW的复合流程式汽水换热器。若面积增加时，可采用三台换热器并联运行的模式运行。 北区现有的三台循环水泵的参数为：流量=352m3/h,扬程=70mH2O；经计算可知，采用两用一备的方式勉强满足运行要求。随着采暖面积的增加，可采用两台工频运行，一台变频运行的工作方式。既可满足工况要求，又可达到节能的效果。在换热站中使用变频器及可编程控制器，选用西门子公司的S7-300做为核心控制器，将控制和显示引入到PLC系统中，实现在控制室内监视、操作部分热网设备的目的。主要实现： （1）监测系统运行过程中相关设备的运行情况，把设备的运行参数使用数据库系统进行有效的记录。其中的参数包含：南区、北区和辅企三个方向的供水温度、压力、流量和回水的温度、压力。南区、北区、辅企的蒸汽流量。软化水箱水位、凝结水箱水位。 （2）控制系统主要建立循环水泵变频设备控制、变频的互锁控制和凝结水泵的控制系统。 （3）系统建立报警机制，当系统运行不正常时可以产生声、光、电的报警，报警点的设置可以根据用户的要求设置。 （4）根据要求，把南区、北区和辅企三个方向的供水温度、压力、流量；南区、北区和辅企回水的温度、压力；南区、北区、辅企的蒸汽流量等数据上传到华聚能源、集团公司。 3·主要技术性能及原理 换热器的主要原理是热介质通过金属将热量传递给冷介质，换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小，管式换热器在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中一般都采用逆流换热.管式换热器当冷、热流体两者或其中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，由于相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并无变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无关。除顺流和逆流这两种流向外，还有错流和折流等流向.管式换热器增加流体的流速和扰动性，可减薄边界层，降低热阻提高给热系数。但增加流体流速会使能量消耗增加，故设计时一般在减小热阻和降低能耗之间作合理的协调。为了降低污垢的热阻，可设法延缓污垢的形成，并定期清洗传热面. 现使用的换热器为浮头式换热器，其两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。计量数据上传部分主要是采用SIMATICS7-300模块化小型PLC集控系统，其主要功能是：高速的指令处理：0．1-0．6μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。 浮点数运算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。 方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值。 人机界面(HMI)：方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内、因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。 诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时、模块更换等)。 口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改，操作方式选择开关：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。 4·效益分析 4.1经济效益分析 该项目实施后，可大大提高换热器的换热效果，减少用汽量，和2007年同期相比，可节约蒸汽80t/d，能多发电10万度，另外由于供暖效果提高，居民减少放水，因此也节约了热网补水量，经过计算年可节约水3.6万方，可节约水费11万元。 4.2社会效益 由于供暖属于温暖工程，冬季供暖工作牵扯到各居民的直接利益，供暖效果的好坏直接影响到每一个居民，因此项目实施后其社会效益是巨大的，是无法估量的。 |
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