提高热水网稳定运行的分析与实践

贾裕财

(大同煤矿集团大唐热电有限公司，山西 大同 037003)

1 热水网供热系统设计参数

热水网供热系统机组供热量按以下参数设计:

(1) 采暖期最大热负荷：374MW；

(2) 平均热负荷：248MW;

(3) 热网供热量(4台机组)：748MW；

(4) 供水及回水温度：130 ℃/70 ℃；

(5) 供水及回水压力：145 m/43 m；

(6) 额定循环水量：3554 t/h；

(7) 最大循环水量：5360 t/h；

(8) 供热面积:550万m2。

2 存在问题及解决方案

供热系统中各设备经历了几个供暖期的运行，运行状况基本良好，但是也暴露出一些问题。针对系统存在的不足，进行了多方面的分析论证，并进行了技术改造，取得了良好的效果。

(1) 系统设计存在严重缺陷，导致系统无法满足4台热网加热器同时并列运行，最大供热面积只能满足280万m2。由于1～4号热网加热器供汽分别由各自机组供给，而疏水则采用并列运行，当1～4号机组四抽压力不一致时，会导致1～4号热网加热器水位出现偏差，从而导致1～4号热网加热器中某台满水而另一台无水的现象，所以无法实现并列运行。因此，在热网疏水泵的出、入口母管上分别加装了2道分段门，这样，热网加热器在全部投入运行时较为稳定。

(2) 厂内热网加热站与热网加热器不能并列运行，只能满足一方运行。尤其是在一次网热负荷很大的情况下，热网加热器的负压远远大于厂内热网加热器的负压，导致进入厂内热网加热器的汽量很小，不能满足自用暖气的需求。因此，将厂内热网加热站的汽源改由汽平衡母管供给，可满足自身冬季供暖的需求。

(3) 热网流量计安装在厂房外，由四抽蒸汽伴热，初期经常冻坏。虽加装了电伴热，类似情况也时有发生，造成了与外界进行供热结算的纠纷。现改成三抽蒸汽伴热，保证了热网计量的正常运作。

(4) 更换了疏水调整门。由于最初安装的疏水调整门漏量大，调节线性差，致使疏水管道振动、疏水泵损坏和汽蚀损伤叶轮的事件时有发生，导致供热运行工况极不稳定。自从更换了质量可靠的疏水调整门后，再没有发生相关的事故。

(5) 加热器满水，四抽管道返水造成汽轮机水冲击属于特别重大事故。虽然四抽至热网加热器管道装有水压逆止门、快关门、支管进汽电动蝶阀，但不能完全避免该事故的发生，为此在快关门后又加装了一道电动总门，保证了机组的安全稳定运行。

(6) 热网供、回水一次总门前增设连通管阀。这样，在热网停运期间，关闭供、回水一次总门，打开连通管阀，在不影响外网的情况下，电厂的热网循环泵和热网疏水泵在检修完后可随时进行试转，有问题可及时处理，有力保证了一次网的保质、保量准时投运。试运完成后关闭连通管阀，打开供、回水一次总门，恢复到备用状态。

(7) 增加了热网抽汽流量计，这样就可以对热网的热负荷进行校核计算。

3 可能的异常情况及应对措施

3.1 热网加热器水侧超压

升温的过程中，由于二次网热交换滞后，造成压力升高的速率快于温度升高的速率。为防止此现象的发生，在升温前停止补水，降低回水压力。在二次网全部或部分突然停运以及热网循环泵突然停运时，若处理不当，均会引起热网供水超压而损坏设备。这就应积极地联系运转相关设备，如短时间内不能恢复运行，热网加热器汽侧要立即退出运行。压力上升过快时，需打开水侧排空门泄压，若汽侧超压，则应开大旋转隔板，直至退出热网加热器的汽侧运行。

3.2 热网加热器管束振动

(1) 汽流速度是引起管系、加热器振动的根源，比容增大是引起流速增大的主要原因。

(2) 当汽侧压力低、蒸汽过热度较大时，比容大导致蒸汽流速提高。

(3) 采用汽侧节流调节时，进汽量分配不均匀。

(4) 加热器内空气积聚量较大。

所以，应采取均匀节流进汽量、打开汽侧排空门等手段消除振动。

3.3 热网循环泵出水管振动

一方面是管道内有空气未排尽，另一方面是并联运行的泵出口压力偏差大形成彼此水冲击。解决这些的方法是在管道的最高处打开排空门，边循环边排空气；调整液偶转速，使其电机电流相近。

3.4 进汽门全开也不过流

究其原因是加热器内积聚大量的空气而排不出去，阻碍了热交换的进行。这种情况下，只要打开事故放水门或汽侧排空门，排出里面的空气即可。

3.5 热井水位高而抽不下去

首先，检查疏水泵或其电机是否有异常；其次，检查疏水泵出入口母管分段门就地是否在关闭位置、疏水调整门的调整度是否可靠以及进汽量是否突然减少。还有一种可能是加热器内漏，这就需要化验疏水品质来确定。

3.6 水侧排空门设置不合理

如果水侧排空门设置在厂房外，由于保温不良，冬季常引发冻裂事故，给热网的检修增加了很大的难度。对于不处于主管道最高处的排空门，尽可能地少保留。排空门尽量在厂房内的最高处设置。

3.7 假水位的判断

首先，注意水位计后面的反光板。水位计有水位的部分，由于光在水中发生折射，反光板上的斜线条应向相反方向倾斜，没有水位的部分无此现象。另外，假水位一般是静止的，没有一点波动。如怀疑是假水位，首先应检查水位计的连通阀是否在开启位置，再检查是否有空气阻塞和连通管阻塞等。如果一台加热器远方水位显示正常而就地水位已经超限，它会联开该单元的热网加热器进出水旁路门，导致另一台热网加热器工况突变，同时联启热网疏水泵。

3.8 阀门传动时容易发生的事故

在传动热网加热器电动总门和快关阀时，首先要手动校验去热网加热器进汽分支门，其次电动总门和快关阀前后疏水门必须打开，进行充分暖管。电动总门传动完后也需手动校验，校验后方可进行下一步工作，否则会引起抽汽管道和热网加热器的振动而损坏设备。

3.9 事故放水管振动

加热器掉事故放水门联开后，事故放水管发生振动，其原因是出水管的位置高于热井位置。事故放水门打开后，该管内的水倒流，由于进汽电动门联关后不是很严，加热器内也有少量的蒸汽要排出，故在管道内形成汽水两相流流动，从而产生振动。发生类似事件后先要降低水位，关闭事故放水门，再进行下一步操作。

4 影响热网稳定运行的因素

(1) 热井容积小，蓄水量少，导致热网水位无法调整，经常处于无水位运行状态，疏水泵汽蚀频发，热网效率低下，管束冲刷加剧。运行中疏水调整门开度只能根据疏水泵电流波动很小、热网水位保持最低、热网疏水泵声音正常、管道不振动为原则来进行调整。

根据拟建建筑物特点，结合场地地质条件，可采用天然地基。考虑到场地含一层地下车库，建议挖除第①层表土层、河沟鱼塘处的淤泥和回填土及第②层黏土层，以第③-1层含砂姜黏土作为基础持力层；基础形式建议采用高层筏板基础，多层可采用柱下独立基础及其他符合设计要求的基础形式。

(2) 热网疏水泵备用不足。2台加热器共用1台热网疏水泵作为备用泵。若某台加热器疏水泵有故障，备用热网疏水泵运行，此时若另一台加热器疏水泵也有故障，该台加热器只能退出运行。如果再增加1台热网疏水泵，就能保证一备一用，提高热网稳定运行的可靠性。

(3) 疏水调整门后疏水均并入到1根母管。若母管侧有故障，4台热网加热器必须全部退出运行才能处理。在条件允许的情况下，应将其改造成既可单元制运行，也可母管制运行。这样，在局部故障情况下，影响范围小。

(4) 抽汽压力达不到设计值0.37MPa，抽汽温度达不到设计值170 ℃，致使热网供水温度最高只有115 ℃，远远满足不了设计值170 ℃。

(5) 热网突然掉后的现象为：真空迅速降低，热井水位上升，供水温度突降。此时应迅速降低负荷，提高风机转速。若空冷备用街区进汽门处于关闭状态，可先迅速开启该门，避免由于真空低而掉机，然后再作相关调整。

5 异常事件及原因分析

5.1 汽轮机抽汽温度变化的原因

(1) 蒸汽流量或负荷变化；

(2) 汽量改变；

(3) 抽汽管倒入冷汽或水使抽汽温度下降，如加热器管子泄漏，疏水系统倒流，备用汽系统倒流，抽汽管积疏水等；

(4) 汽轮机叶片故障，旋转隔板误动。

5.2 加热器出水温度变化的原因

(2) 汽轮机负荷变化；

(3) 水流量变化；

(4) 进水温度变化；

(5) 加热器管束堵塞或表面结垢；

(6) 加热器水位过高；

(7) 加热器汽侧不严；

(8) 加热器内积聚空气；

(9) 旋转隔板动作；

(10) 抽汽门、逆止门、进汽门卡涩。

5.3 加热器投运送汽时管道振动的原因

(1) 供热管道停止运行后，疏水未放，管道内积水。

(2) 供热管道投入运行时，未充分进行暖管疏水。阀门开启太快，大量蒸汽进入冷管道，遇冷突然凝结，造成汽水撞击。

(3) 管道温度急剧变化而膨胀不均匀所致。

5.4 热网加热器运行中端差值增大的原因

一般表面式加热器，端差不超过3～7 ℃。端差每降低1 ℃，真空可提高0.3 %，汽耗可降低0.27 %，一般凝汽器端差为5～7 ℃。

(1) 加热器管束内、外壁结垢，传热阻力增大;

(2) 加热器汽侧聚积空气过多，包围管束形成空气层，增大传热阻力；

(3) 疏水水位高，淹没部分管束，有效热交换面积减少，疏水冷却度增大；

(4) 疏水水位过低，蒸汽混合疏水一起排出，形成疏水温度升高；

(5) 冷却水进水温度低。

5.5 热网加热器管束泄漏或破裂的原因

监视疏忽，处理不当，造成加热器满水，水进入供汽管道及供汽汽轮机，会引起强烈振动或造成汽轮机水冲击，导致热网不能运行。

综上所述，要想使热网能够安全、稳定、经济运行还需积累充分的经验和学习理论知识，并把二者有机地结合起来。