低溫多效海淡系統(tǒng)中直流效的故障分析與處理

王丙貴

（神華河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 滄州 061113）

0 概 述

河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司的二期工程，建有國產(chǎn)首臺萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化裝置，該海淡裝置采用4＋2模式，蒸發(fā)器共有六效，其中再循環(huán)四效、直流效二效。蒸汽壓縮機(jī)抽汽位置置于第四效末端，第四效蒸發(fā)室產(chǎn)生的蒸汽有一部分與動力蒸汽混合至第一效循環(huán)做功。同時，第四效蒸發(fā)室產(chǎn)生的蒸汽其余部分進(jìn)入第五、六效蒸發(fā)室繼續(xù)做功，最終在凝汽器內(nèi)加熱海水的同時，蒸汽被冷凝后匯集到蒸餾水系統(tǒng)，由淡水泵抽出。為維持系統(tǒng)的真空度，設(shè)置了2個抽汽點(diǎn)：在凝汽器與第一效二回程的端部，為避免第四效抽汽受攜帶不凝氣體的影響，在第四效二回程中設(shè)置不凝氣抽出管，通過節(jié)流孔板引至凝汽器。工藝流程如圖1所示。這是首臺國產(chǎn)萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化裝置，在海水淡化裝置投產(chǎn)初期的調(diào)試階段，前四效的運(yùn)行正常，但第四效與第五、六效并未形成“真空度逐效增加，蒸發(fā)溫度逐效遞減”的規(guī)律，五效和六效這2個直流效不工作，系統(tǒng)產(chǎn)水量也末達(dá)到設(shè)計值。海淡系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)，如表1所示。

圖1 萬噸級低溫多效蒸餾海水淡化工藝流程圖

表1 海淡系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

1 原因分析

在國產(chǎn)化海水淡化裝置的投產(chǎn)初期，前四效可實現(xiàn)正常工作，但第四效與第五、六效還未能正常運(yùn)行。運(yùn)行調(diào)整前，海淡系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)，如表2所示。將表2中數(shù)據(jù)與表1中的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了對比和分析。

1.1 系統(tǒng)溫差

（1）裝置前四效溫差約2～3℃，與設(shè)計值一致，一效的凝結(jié)水量遠(yuǎn)大于加熱蒸汽量，其差值為TVC從第四效抽出的二次蒸汽量，說明前四效均處于工作狀態(tài)。

（2）第五效和第六效的蒸發(fā)室溫度發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，第六效蒸發(fā)室溫度高于第五效，說明在第五、六效中未產(chǎn)生二次蒸汽，凝汽器出口處的海水溫度無明顯溫升，因未產(chǎn)生二次蒸汽，所以制約了海水淡化裝置產(chǎn)水量的提升（最高淡水產(chǎn)量達(dá)到382.1t／h，設(shè)計值為456.2t／h，存在較大差距）。

表2 調(diào)整階段中系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù)

（3）凝汽器出口處的海水溫度最高達(dá)26.2℃，設(shè)計值為41.8℃，說明進(jìn)效海水的過冷度較高，需消耗更多蒸汽，才能將海水加熱至飽和溫度，也制約了海水淡化裝置蒸發(fā)量的提升。

1.2 系統(tǒng)壓差

參考各效蒸發(fā)室內(nèi)的壓力，一效高于二效，三效高于四效，但二效的壓力總是低于三效壓力。根據(jù)設(shè)計要求，在正常工作狀態(tài)下，應(yīng)形成“真空度逐效增加”的狀態(tài)，即各效的表壓應(yīng)逐效降低。說明由于進(jìn)入第一效加熱蒸汽冷凝析出的不凝氣量較少，需通過調(diào)整節(jié)流孔板，調(diào)節(jié)第一效的抽汽量，以避免造成第一效蒸汽被過抽的現(xiàn)象。

2 調(diào)整方案

通過對系統(tǒng)運(yùn)行情況分析，海淡系統(tǒng)的溫差和壓差均與設(shè)計值存在偏差，為此，對海淡系統(tǒng)不凝氣抽出管的節(jié)流孔板進(jìn)行了兩個階段的調(diào)整。

2.1 第一階段

調(diào)整第一效不凝氣抽出管節(jié)流孔板的開度，由原來的180°調(diào)小至15°，對第四效不凝汽抽出管上的節(jié)流孔板開度未做調(diào)整。調(diào)整后系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)已有變化，前四效壓力已符合“真空度逐效增加”的規(guī)律，但是第四效的真空度始終最高。這可能是因熱力壓縮機(jī)的抽汽作用造成的，或者是第四效至冷凝器不凝氣抽氣的過抽造成的。觀察第六效蒸發(fā)室的溫度明顯高于第五效，熱量主要來自第四效，這是因為從不凝氣抽氣管道抽出了較多的蒸汽。

2.2 第二階段

為了排除五效和六效不工作的運(yùn)行情況，采取提高蒸汽量、鹽水再循環(huán)等措施，仍無法使其正常工作。通過對運(yùn)行參數(shù)計算分析，對抽氣管道節(jié)流孔板進(jìn)行了第二階段的兩次調(diào)整。

（1）第一次：將第一效不凝氣抽出管節(jié)流孔板調(diào)整為?30mm圓孔，如圖2所示。同時，將第四效不凝氣抽出管節(jié)流孔板開度，由原來的180°調(diào)至最小0°，保留長約500mm，寬度為20mm近似矩形截面，如圖3所示所示。

圖2 調(diào)整后第一效不凝氣抽出管的節(jié)流孔板尺寸

圖3 替換后的第四效不凝氣抽出管節(jié)流孔板

（2）第二次：當(dāng)蒸發(fā)器運(yùn)行時，第四效的壓力始終呈現(xiàn)最低點(diǎn)，表明該蒸發(fā)室仍存在過抽現(xiàn)象，這是由熱力壓縮機(jī)的工作性能和設(shè)備特性決定的，已無法進(jìn)行有效調(diào)整。唯一可調(diào)的是第四效不凝氣抽氣節(jié)流孔板通道。所以，將原節(jié)流孔板替換為中間開孔為?100mm的孔板，抽氣通流面積再次減小。

3 調(diào)整效果

經(jīng)過兩次調(diào)整后，在不同負(fù)荷下系統(tǒng)的參數(shù)對比，如表3所示。

表3 調(diào)整前后系統(tǒng)不同負(fù)荷下的參數(shù)對比

（1）經(jīng)過第一次調(diào)整后，一至六效蒸發(fā)室壓力呈現(xiàn)出逐效遞減的特征，最低壓力點(diǎn)仍出現(xiàn)于第四效。一效至六效的溫度變化已接近設(shè)計值，呈逐效相差2～4℃，且凝汽器出口處的海水已有顯著溫升，凝汽器出口處的海水溫度達(dá)到43℃，相應(yīng)的產(chǎn)水量和造水比都有了很大的提高，甚至優(yōu)于設(shè)計水平。

（2）調(diào)整第四效不凝氣抽氣節(jié)流孔板流通面積，使得第一效至第五效的蒸發(fā)室壓力逐效降低，而第五效壓力略低于第六效?；拘纬傻谝恍е恋诹б约澳鲏毫χ饾u降低的趨勢，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。經(jīng)調(diào)試后，海水淡化裝置的造水比明顯提高，即使在較低負(fù)荷下，造水比仍能維持在9.0以上，海淡裝置的產(chǎn)水量和造水比，均達(dá)到甚至超過設(shè)計值。

4 結(jié) 語

通過對低溫多效海淡裝置的運(yùn)行調(diào)試，分析了直流效參數(shù)異常的原因，對抽汽系統(tǒng)的節(jié)流孔板開度進(jìn)行了調(diào)整，使加熱蒸汽的分配狀態(tài)得到改善，解決第五、第六效這2個直流效不工作的問題，保證了國產(chǎn)海水淡化裝置的各項性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，甚至使有些設(shè)備性能指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計值。