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摘要：钦州燃煤电厂一期2×630MW机组开闭式水板式换热器（简称板换）投入使用后，开式水侧（冷源）极容易发生物理堵塞现象，严重影响换热效果进而制约机组在夏天高负荷运行，自从在开式水侧增装反流冲洗管路后，同机A、B板换开式水侧互通，双板换正反流切换运行，实现自动反冲洗，彻底取消了日常维修的人力和备件投入。对于类似系统设备在设计安装时降低成本、减少占用空间具有指导意义。
关键词：板式换热器正反流冲洗
1概述
钦州燃煤电厂一期工程2×630MW机组配置2×2台开闭式循环水板式换热器，设计运行方式为一运一备。是向主机润滑油、给水泵电机、给水泵润滑油、发电机定子、发电机氢气、EH油、磨煤机主轴承、凝结水泵电机、磨煤机减速箱等用户冷却器提供冷却水源的重要组成设备。
闭式冷却水系统的回水通过闭式冷却水泵升压，再经板式换热器冷却后，向各用户提供冷却水，水质为除盐水，供水母管口径DN600mm，要求最高温度≯38℃。
取自凝汽器循环水进水管的开式水通过旋转滤水器过滤后，进入开式循环水泵升压，再经板式换热器将闭式循环水冷却后排入凝汽器循环水出水管，水质为海水，供水母管口径DN800mm，夏天最高水温33℃。
2设备存在问题及原因分析
2.1解体清理消除污垢影响后，同机板式换热器也无法实现一运一备，根本满足不了“单台板换应在循环水温33℃及120%闭式水量的情况下安全可靠地连续运行，并保证满足闭式循环水冷却”的基本要求，属设计遗留问题。
2.2开式循环水泵入口旋转滤水器不能保证出水一定洁净无颗粒，总会有许多贝壳碎片、泥沙等聚集在板换开式水进水侧（如右图），造成堵塞。进出水压力0.4MPa/0.1MPa，压降达300KPa以上，当海水温度27℃时闭式水温度可达41℃，两台板换同时运行也不能保证机组630MW负荷时的安全稳定，主要表现在发电机风温高、主机润滑油温高。
2.3运行期间关闭开式水出口阀，仅靠存水自重从放水管反流冲洗有效果但不能持久。
2.4板换闭式水进出水门关闭不严，运行期间无法完全隔离进行解体清理。
2.5解体检查发现换热片两侧均不结垢，只有一层薄薄的浮泥，能够很快刷洗干净。也就是说未发生化学堵塞，只是物理堵塞。
3改进的必要性
3.1解决因板换进出水门不严、无法实现一运一备而长期困扰板换清理困难的问题。
3.2减轻板换检修维护的劳动强度。
3.3保障闭式冷却水温度达标度夏，解决板换效果差的问题。
3.4消除开式水旋转滤水器精度低及发生故障后对板换的影响。
4方案优化
4.1经过反复推敲，均因效果预期不理想、投资大、系统复杂等因素否定了下列方案：增加换热片数量、同一板换闭式水接引冲洗水源、从开式泵出水母管接引反流冲洗水源、同一板换开式水支管加装交错反流管路、板换开式水进口自由端开孔加装可抽洗筒状滤芯及排污门、板换开式水进口加装可在线清理滤网、开式水母管加装反流联络管路等。
4.2如图所示，“同机A、B板换开式水侧互通，实现双板换正反流运行，达到自动反冲洗的目的”，成为最终方案。此方案无需改变现有管路，单侧板换开式水侧隔离即可施工、投资省、见效快、持久性好、预期效果最佳。改造时可将反流管始端插入原进水管底部，以利底部杂物顺利排出。
5改造注意事项
5.1反流管路通流口径尽可能与入口管等径。
5.2由于介质为海水，管材首选316L，若选PVC等材质则必须足以承受0.6MPa以上压力且能承受一定的水冲击。
5.3需要注意保护原管道衬胶防腐部位，必要时二次防腐处理。
5.4反流阀若有条件，安装电动球阀，接入DCS实现远控，新装阀门名称定为“开式水反流阀1”、“开式水反流阀2”
5.5改造时影响安装的原系统阀门电动头，压力表、温度表可适度移位，并校准。
6运行操作
6.1按原系统正常运行或板换单侧隔离：关闭反流阀1和反流阀2，再操作进出口蝶阀。
6.2常开反流阀1和反流阀2，操作进出口蝶阀（远方/就地）实现正反流自动反冲洗。
6.2.1板换A正流板换B反流：打开A板换开式水进出水电动蝶阀，关闭B板换开式水进出水电动蝶阀。
6.2.2板换B正流板换A反流：打开B板换开式水进出水电动蝶阀，关闭A板换开式水进出水电动蝶阀。
6.3建议每半月切换一次，让双板换连续正、反流相互冲洗运行。
7改造后应用情况
7.1钦州电厂#1、2机组利用库存现有材料（DN200碳钢弯头、1Cr18Ni9Ti管道、蝶阀）进行了改造安装，管内壁刷涂环氧沥青厚涂底漆防腐。2008年7月16日首次对#1机A板换反流冲洗试验，结果如下：
7.2每年7-10月是钦州地区气温最高的时候，海水温度可达33℃，就在这种条件下，闭式水温一直控制在35℃以下，2008年9月两台机组接带1280MW负荷照样运行，而在2007年同期需要连夜解体清理板换并在运行板换上浇淋消防水方可勉强支撑。
7.3改造投入使用后，效果稳定，在临修期间也无需解体清理板换，其他如润滑油板换也不再解体清理，但由于受改造空间限制，反流管径偏小，连续正反流运行周期只能坚持1-3天。
8效益分析
8.1闭式循环水系统是超临界大容量火电机组一个重要组成部分，它是否能够安全稳定运行直接关系到机组是否能够实现安全稳定运行，其板式换熱器的热交换效果直接关系到机组满负荷安全度夏。实现双板换正反流运行自动反冲洗使板换达到最佳换热效果，有效地保障了机组的安全、稳定、经济运行。
8.2在维修人力资源紧张的局面下，实现双板换正反流运行自动反冲洗后，有效降低了维修人员的劳动强度。
8.3采用海水为一次冷却水源的板换，其材质全部为Ti材，价格相当昂贵，为了保障换热效果，每台机组还增设了价值近200万元的开式循环水泵2台、电动旋转滤水器2台及大量耐海水管阀系统，并且占用汽机房大量空间。新设计电厂可以考虑双板换或三板换等径正反流运行自动反冲洗设计，简化系统，取消开式水泵与电动旋转滤水器的投资。
8.4钦州电厂海水冷却钛管凝汽器二次滤网故障率高可靠性极差，可以考虑拆除二次滤网，进行反流冲洗改造。
参考文献：
[1]贾群义：滚动轴承的设计原理与应用技术[M].西安：西北工业大学出版社，1991
关键词：板式换热器正反流冲洗
1概述
钦州燃煤电厂一期工程2×630MW机组配置2×2台开闭式循环水板式换热器，设计运行方式为一运一备。是向主机润滑油、给水泵电机、给水泵润滑油、发电机定子、发电机氢气、EH油、磨煤机主轴承、凝结水泵电机、磨煤机减速箱等用户冷却器提供冷却水源的重要组成设备。
闭式冷却水系统的回水通过闭式冷却水泵升压，再经板式换热器冷却后，向各用户提供冷却水，水质为除盐水，供水母管口径DN600mm，要求最高温度≯38℃。
取自凝汽器循环水进水管的开式水通过旋转滤水器过滤后，进入开式循环水泵升压，再经板式换热器将闭式循环水冷却后排入凝汽器循环水出水管，水质为海水，供水母管口径DN800mm，夏天最高水温33℃。
2设备存在问题及原因分析
2.1解体清理消除污垢影响后，同机板式换热器也无法实现一运一备，根本满足不了“单台板换应在循环水温33℃及120%闭式水量的情况下安全可靠地连续运行，并保证满足闭式循环水冷却”的基本要求，属设计遗留问题。
2.2开式循环水泵入口旋转滤水器不能保证出水一定洁净无颗粒，总会有许多贝壳碎片、泥沙等聚集在板换开式水进水侧（如右图），造成堵塞。进出水压力0.4MPa/0.1MPa，压降达300KPa以上，当海水温度27℃时闭式水温度可达41℃，两台板换同时运行也不能保证机组630MW负荷时的安全稳定，主要表现在发电机风温高、主机润滑油温高。
2.3运行期间关闭开式水出口阀，仅靠存水自重从放水管反流冲洗有效果但不能持久。
2.4板换闭式水进出水门关闭不严，运行期间无法完全隔离进行解体清理。
2.5解体检查发现换热片两侧均不结垢，只有一层薄薄的浮泥，能够很快刷洗干净。也就是说未发生化学堵塞，只是物理堵塞。
3改进的必要性
3.1解决因板换进出水门不严、无法实现一运一备而长期困扰板换清理困难的问题。
3.2减轻板换检修维护的劳动强度。
3.3保障闭式冷却水温度达标度夏，解决板换效果差的问题。
3.4消除开式水旋转滤水器精度低及发生故障后对板换的影响。
4方案优化
4.1经过反复推敲，均因效果预期不理想、投资大、系统复杂等因素否定了下列方案：增加换热片数量、同一板换闭式水接引冲洗水源、从开式泵出水母管接引反流冲洗水源、同一板换开式水支管加装交错反流管路、板换开式水进口自由端开孔加装可抽洗筒状滤芯及排污门、板换开式水进口加装可在线清理滤网、开式水母管加装反流联络管路等。
4.2如图所示，“同机A、B板换开式水侧互通，实现双板换正反流运行，达到自动反冲洗的目的”，成为最终方案。此方案无需改变现有管路，单侧板换开式水侧隔离即可施工、投资省、见效快、持久性好、预期效果最佳。改造时可将反流管始端插入原进水管底部，以利底部杂物顺利排出。
5改造注意事项
5.1反流管路通流口径尽可能与入口管等径。
5.2由于介质为海水，管材首选316L，若选PVC等材质则必须足以承受0.6MPa以上压力且能承受一定的水冲击。
5.3需要注意保护原管道衬胶防腐部位，必要时二次防腐处理。
5.4反流阀若有条件，安装电动球阀，接入DCS实现远控，新装阀门名称定为“开式水反流阀1”、“开式水反流阀2”
5.5改造时影响安装的原系统阀门电动头，压力表、温度表可适度移位，并校准。
6运行操作
6.1按原系统正常运行或板换单侧隔离：关闭反流阀1和反流阀2，再操作进出口蝶阀。
6.2常开反流阀1和反流阀2，操作进出口蝶阀（远方/就地）实现正反流自动反冲洗。
6.2.1板换A正流板换B反流：打开A板换开式水进出水电动蝶阀，关闭B板换开式水进出水电动蝶阀。
6.2.2板换B正流板换A反流：打开B板换开式水进出水电动蝶阀，关闭A板换开式水进出水电动蝶阀。
6.3建议每半月切换一次，让双板换连续正、反流相互冲洗运行。
7改造后应用情况
7.1钦州电厂#1、2机组利用库存现有材料（DN200碳钢弯头、1Cr18Ni9Ti管道、蝶阀）进行了改造安装，管内壁刷涂环氧沥青厚涂底漆防腐。2008年7月16日首次对#1机A板换反流冲洗试验，结果如下：
7.2每年7-10月是钦州地区气温最高的时候，海水温度可达33℃，就在这种条件下，闭式水温一直控制在35℃以下，2008年9月两台机组接带1280MW负荷照样运行，而在2007年同期需要连夜解体清理板换并在运行板换上浇淋消防水方可勉强支撑。
7.3改造投入使用后，效果稳定，在临修期间也无需解体清理板换，其他如润滑油板换也不再解体清理，但由于受改造空间限制，反流管径偏小，连续正反流运行周期只能坚持1-3天。
8效益分析
8.1闭式循环水系统是超临界大容量火电机组一个重要组成部分，它是否能够安全稳定运行直接关系到机组是否能够实现安全稳定运行，其板式换熱器的热交换效果直接关系到机组满负荷安全度夏。实现双板换正反流运行自动反冲洗使板换达到最佳换热效果，有效地保障了机组的安全、稳定、经济运行。
8.2在维修人力资源紧张的局面下，实现双板换正反流运行自动反冲洗后，有效降低了维修人员的劳动强度。
8.3采用海水为一次冷却水源的板换，其材质全部为Ti材，价格相当昂贵，为了保障换热效果，每台机组还增设了价值近200万元的开式循环水泵2台、电动旋转滤水器2台及大量耐海水管阀系统，并且占用汽机房大量空间。新设计电厂可以考虑双板换或三板换等径正反流运行自动反冲洗设计，简化系统，取消开式水泵与电动旋转滤水器的投资。
8.4钦州电厂海水冷却钛管凝汽器二次滤网故障率高可靠性极差，可以考虑拆除二次滤网，进行反流冲洗改造。
参考文献：
[1]贾群义：滚动轴承的设计原理与应用技术[M].西安：西北工业大学出版社，1991