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摘要：本文总结了某石化低真空供暖系统运行四年来出现的主要问题和其相应的处理措施，可为今后的运行提供借鉴经验，以保证该系统安全稳定运行。
关键词：低真空 供暖 问题 处理 措施
1 前言
汽轮机低真空循环水供暖是为了满足节能和环保要求而发展起来的一项节能技术。其基本原理是通过降低凝汽器的真空、提高汽轮机的排汽温度，将凝汽器的循环水来水加热，达到冬季采暖用水温度要求，以确保循环水回水可直接为热用户供热，从而实现汽轮机低真空循环水供暖的目的。某石化低真空供暖系统于2010年11月首次投入运行，在运行中出现了许多影响安全生产的问题，本文逐一列出，并针对性地总结出其处理措施。
2 系统简介
该系统为本公司居民生活区及厂区供暖，供暖建筑面积约160万平方米，供暖热负荷约为96MW。系统由供热机组、供暖总站、供暖管网三部分组成。供热机组至供暖总站间的设备、管线由热电部管理，供暖总站和供暖管网由华益物业管理。
2.1供热机组
热电厂进行低真空改造的两台汽轮机（#1、2机），型号为CC25-90/13/1.2，武汉汽轮发电机厂制造。额定负荷25MW，带两段可调整抽汽，额定排汽压力0.0051MPa。
凝汽器为N-2000-I型，水侧是双道对分式结构，每侧冷却水流程为两个流程，可一侧运行、一侧检修，运行方式比较灵活。设计循环冷却水流量5400吨/时。凝结器采用闭式循环冷却水系统，双曲线自然通风冷却塔循环水场作为冷源。因夏季需启动，原循环冷却水系统保留。
2.2供暖总站部分
在热电部厂内新建一低真空供暖总站（含控制室及电气设备间），布置供暖循环水泵3台（2用1备）、补水泵2台、凝结水泵3台（2用1备）、凝结水箱1个；布置换热器3台；室外布置回水稳压罐1个、旋流除污器1台。低真空供暖回水经旋流除污器、回水稳压罐后，再由低真空供暖回水母管进入汽轮机凝汽器吸收汽轮机排汽凝结热量，然后经由低真空送水母管进入供暖循环水泵，经泵加压后进入供暖管网。同时在机组低真空供、回水母管至凝汽器处增设相应阀门，以便进行采暖期与非采暖期系统的切换。机组发生故障或出力不足时，可由换热器辅助加热，以达到采暖温度的要求。加热蒸汽凝结后，自流至凝结水箱，经凝结水泵送至化学回收。
2.3供暖管网部分
将原换热站改造成供暖分配站，利用现有的供暖水集配器，将采暖供水管线与配水器相连、回水管线与集水器相连。高层换热站配有循环水泵。
敷设两条地下送、回水主干线，由供暖总站引出至生活区，其它各分配站管线就近自干线、支线引出。厂区支线自主干线引出，沿厂东主干道进入各分配站。
3 影响供暖系统安全和经济运行的主要问题
3.1 供暖水浊度超标问题
供暖初期供暖水浊度严重超标，使得系统管网内部附着一层黄色泥垢，特别是机组凝结器钢管结垢后换热效果恶化，真空下降、排汽温度升高，不仅使机组效率较低，还会使机组负差胀绝对值增大，危及机组安全运行；此外，还会使热用户暖气片内壁结泥垢，影响其室内温度。浊度严重超标的主要原因是，主管道采用埋地安装，在安装时管道内存有大量泥土，由于管径较粗（DN900）、管线较长（约4Km），系统冲洗无法彻底，残存的泥土随着管网的投运而附着在管内壁，虽每年都换水，也不能根治这个问题。根据2013年冬季的运行经验，一般机组运行3个月后，真空可下降5%，停机检查钢管，发现其内部全为黄色泥垢，厚度可达0.2mm。每年供暖机组凝结器钢管高压水冲洗费用均由物业承担，每次费用4万元左右，每年一般要清2次以上。
3.2 系统产生水锤现象问题
在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著，反复，迅速地变化，对管道中有一种"锤击"的特征，这种现象称为水锤（或叫水击）。水锤时，管道中的压力升高，可以超过管中正常压力的几十倍至几百倍，以致管壁产生很大的应力，压力的反复变化将引起管道和设备的损坏。
水锤产生的原因主要有：①系统阀门，尤其是大阀门开关过快。②系统存有大量空气。③供暖水泵的启停。
2014年1月，#1、2汽轮机切换过程中，供暖系统出现过水锤现象，造成数百户热用户暖气泄漏，直接经济损失达数十万元。
3.3凝结器钢管两端胀口泄漏问题
凝结器钢管两端胀口泄漏的主要原因有：①低真空供暖后，汽轮机排汽温度升高，一般在75℃左右，而机组凝汽工况运行时，排汽温度一般在38℃左右，较高的排汽温度使钢管膨胀加大，启停机及工况变动时，由于钢管两端与管板采用胀接，更易使管口发生松弛。②较高的排汽温度使换热加剧，管道振动也加剧，长时间运行后也会使管口发生松弛。③钢管与管板连接处有多种金属和碳元素共存，易发生电化学腐蚀，高温时、腐蚀加剧。
3.4管路锈蚀问题
采暖期可发现家庭入户滤网有较多金属锈垢。
金属生锈的原因主要是电化学腐蚀和空气氧化的作用，纯净的金属或是活泼的金属主要是由于金属表面与空气中的氧气发生了氧化反应的结果，在金属表面生成了金属氧化物，也就是锈。如果金属中含有较多的杂质，这些杂质就会和金属形成化学原电池，发生电化学腐蚀，从而将金属氧化生成金属氧化物。在潮湿、有氧、高温的环境下，金属锈蚀更易发生。管路锈蚀会造成泄漏、缩短使用寿命。
4 处理措施
4.1 浊度问题目前主要的处理措施是每年换水，发现真空下降较多时，切换备用机组，采用高压水清洗脏污的凝结器钢管。
将来地下管线有检修时，要注意严防泥水进入管网内部。如果条件许可，在再次进行检修时，进行内部PIG处理，这是采用压缩空气驱动，内部采用弹性活塞进行清理的一个新技术，能很好地清除管线内表面附着的各类型污垢。其缺点是费用较大。
4.2防止水锤现象出现的主要措施有：①阀门开、关时要缓慢，有异常声音时，应暂缓操作，待消除后再操作；对电动阀门，应手动缓慢开启1/3后，无异常声响时方可电动全开。②系统必须充满水后方可投入运行。③启停供暖循环水泵时，应严格执行操作规程。④重大操作应提前通知华益和热电调度，各方均准备妥当后方可进行。⑤最佳解决方案为：送水管（或各支管）上加装安全阀，系统超压时及时卸掉，以保障相关设备不受损。
4.3 对凝结器钢管两端胀口泄漏的处理措施有：①将钢管两端胀口改焊接，热电部于14年5月在#2机已经改造完成。②启停机及负荷增减严格按照规程要求，以尽可能缩减钢管与管板的相对膨胀值。③在凝结器水室壁面上安装牺牲阳极块，牺牲阳极法是用一种更活泼的金属或合金与被保护金属连接在一起，依靠该合金不断地腐蚀溶解产生电流来保护被保护金属，今年5月已在#2机上安装完毕，单机安装费用为2.4万元，使用寿命为3年。
4.4 防止管路生锈的主要措施有：①管内壁做防腐处理，这种处理方法目前仅限于使用在凝结器水室内壁。②运行中需排净系统内的空气。③建议补充水做除氧处理。④采暖系统停运后建议做冲水保护。⑤在管路上安装牺牲阳极块。
5 结束语
某石化低真空系统能否安全穩定运行，关乎厂区和石化生活区冬季供暖的品质，社会影响大，也是华益物业公司主要效益所在，极有必要对该系统的运行状况加以总结，完善各种主要问题的处理措施，真诚希望本文能起到抛砖引玉的作用，为公司增效尽一份微薄之力。
关键词：低真空 供暖 问题 处理 措施
1 前言
汽轮机低真空循环水供暖是为了满足节能和环保要求而发展起来的一项节能技术。其基本原理是通过降低凝汽器的真空、提高汽轮机的排汽温度，将凝汽器的循环水来水加热，达到冬季采暖用水温度要求，以确保循环水回水可直接为热用户供热，从而实现汽轮机低真空循环水供暖的目的。某石化低真空供暖系统于2010年11月首次投入运行，在运行中出现了许多影响安全生产的问题，本文逐一列出，并针对性地总结出其处理措施。
2 系统简介
该系统为本公司居民生活区及厂区供暖，供暖建筑面积约160万平方米，供暖热负荷约为96MW。系统由供热机组、供暖总站、供暖管网三部分组成。供热机组至供暖总站间的设备、管线由热电部管理，供暖总站和供暖管网由华益物业管理。
2.1供热机组
热电厂进行低真空改造的两台汽轮机（#1、2机），型号为CC25-90/13/1.2，武汉汽轮发电机厂制造。额定负荷25MW，带两段可调整抽汽，额定排汽压力0.0051MPa。
凝汽器为N-2000-I型，水侧是双道对分式结构，每侧冷却水流程为两个流程，可一侧运行、一侧检修，运行方式比较灵活。设计循环冷却水流量5400吨/时。凝结器采用闭式循环冷却水系统，双曲线自然通风冷却塔循环水场作为冷源。因夏季需启动，原循环冷却水系统保留。
2.2供暖总站部分
在热电部厂内新建一低真空供暖总站（含控制室及电气设备间），布置供暖循环水泵3台（2用1备）、补水泵2台、凝结水泵3台（2用1备）、凝结水箱1个；布置换热器3台；室外布置回水稳压罐1个、旋流除污器1台。低真空供暖回水经旋流除污器、回水稳压罐后，再由低真空供暖回水母管进入汽轮机凝汽器吸收汽轮机排汽凝结热量，然后经由低真空送水母管进入供暖循环水泵，经泵加压后进入供暖管网。同时在机组低真空供、回水母管至凝汽器处增设相应阀门，以便进行采暖期与非采暖期系统的切换。机组发生故障或出力不足时，可由换热器辅助加热，以达到采暖温度的要求。加热蒸汽凝结后，自流至凝结水箱，经凝结水泵送至化学回收。
2.3供暖管网部分
将原换热站改造成供暖分配站，利用现有的供暖水集配器，将采暖供水管线与配水器相连、回水管线与集水器相连。高层换热站配有循环水泵。
敷设两条地下送、回水主干线，由供暖总站引出至生活区，其它各分配站管线就近自干线、支线引出。厂区支线自主干线引出，沿厂东主干道进入各分配站。
3 影响供暖系统安全和经济运行的主要问题
3.1 供暖水浊度超标问题
供暖初期供暖水浊度严重超标，使得系统管网内部附着一层黄色泥垢，特别是机组凝结器钢管结垢后换热效果恶化，真空下降、排汽温度升高，不仅使机组效率较低，还会使机组负差胀绝对值增大，危及机组安全运行；此外，还会使热用户暖气片内壁结泥垢，影响其室内温度。浊度严重超标的主要原因是，主管道采用埋地安装，在安装时管道内存有大量泥土，由于管径较粗（DN900）、管线较长（约4Km），系统冲洗无法彻底，残存的泥土随着管网的投运而附着在管内壁，虽每年都换水，也不能根治这个问题。根据2013年冬季的运行经验，一般机组运行3个月后，真空可下降5%，停机检查钢管，发现其内部全为黄色泥垢，厚度可达0.2mm。每年供暖机组凝结器钢管高压水冲洗费用均由物业承担，每次费用4万元左右，每年一般要清2次以上。
3.2 系统产生水锤现象问题
在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著，反复，迅速地变化，对管道中有一种"锤击"的特征，这种现象称为水锤（或叫水击）。水锤时，管道中的压力升高，可以超过管中正常压力的几十倍至几百倍，以致管壁产生很大的应力，压力的反复变化将引起管道和设备的损坏。
水锤产生的原因主要有：①系统阀门，尤其是大阀门开关过快。②系统存有大量空气。③供暖水泵的启停。
2014年1月，#1、2汽轮机切换过程中，供暖系统出现过水锤现象，造成数百户热用户暖气泄漏，直接经济损失达数十万元。
3.3凝结器钢管两端胀口泄漏问题
凝结器钢管两端胀口泄漏的主要原因有：①低真空供暖后，汽轮机排汽温度升高，一般在75℃左右，而机组凝汽工况运行时，排汽温度一般在38℃左右，较高的排汽温度使钢管膨胀加大，启停机及工况变动时，由于钢管两端与管板采用胀接，更易使管口发生松弛。②较高的排汽温度使换热加剧，管道振动也加剧，长时间运行后也会使管口发生松弛。③钢管与管板连接处有多种金属和碳元素共存，易发生电化学腐蚀，高温时、腐蚀加剧。
3.4管路锈蚀问题
采暖期可发现家庭入户滤网有较多金属锈垢。
金属生锈的原因主要是电化学腐蚀和空气氧化的作用，纯净的金属或是活泼的金属主要是由于金属表面与空气中的氧气发生了氧化反应的结果，在金属表面生成了金属氧化物，也就是锈。如果金属中含有较多的杂质，这些杂质就会和金属形成化学原电池，发生电化学腐蚀，从而将金属氧化生成金属氧化物。在潮湿、有氧、高温的环境下，金属锈蚀更易发生。管路锈蚀会造成泄漏、缩短使用寿命。
4 处理措施
4.1 浊度问题目前主要的处理措施是每年换水，发现真空下降较多时，切换备用机组，采用高压水清洗脏污的凝结器钢管。
将来地下管线有检修时，要注意严防泥水进入管网内部。如果条件许可，在再次进行检修时，进行内部PIG处理，这是采用压缩空气驱动，内部采用弹性活塞进行清理的一个新技术，能很好地清除管线内表面附着的各类型污垢。其缺点是费用较大。
4.2防止水锤现象出现的主要措施有：①阀门开、关时要缓慢，有异常声音时，应暂缓操作，待消除后再操作；对电动阀门，应手动缓慢开启1/3后，无异常声响时方可电动全开。②系统必须充满水后方可投入运行。③启停供暖循环水泵时，应严格执行操作规程。④重大操作应提前通知华益和热电调度，各方均准备妥当后方可进行。⑤最佳解决方案为：送水管（或各支管）上加装安全阀，系统超压时及时卸掉，以保障相关设备不受损。
4.3 对凝结器钢管两端胀口泄漏的处理措施有：①将钢管两端胀口改焊接，热电部于14年5月在#2机已经改造完成。②启停机及负荷增减严格按照规程要求，以尽可能缩减钢管与管板的相对膨胀值。③在凝结器水室壁面上安装牺牲阳极块，牺牲阳极法是用一种更活泼的金属或合金与被保护金属连接在一起，依靠该合金不断地腐蚀溶解产生电流来保护被保护金属，今年5月已在#2机上安装完毕，单机安装费用为2.4万元，使用寿命为3年。
4.4 防止管路生锈的主要措施有：①管内壁做防腐处理，这种处理方法目前仅限于使用在凝结器水室内壁。②运行中需排净系统内的空气。③建议补充水做除氧处理。④采暖系统停运后建议做冲水保护。⑤在管路上安装牺牲阳极块。
5 结束语
某石化低真空系统能否安全穩定运行，关乎厂区和石化生活区冬季供暖的品质，社会影响大，也是华益物业公司主要效益所在，极有必要对该系统的运行状况加以总结，完善各种主要问题的处理措施，真诚希望本文能起到抛砖引玉的作用，为公司增效尽一份微薄之力。