摘要文章介绍了邯电股份#11、12机组循环水、氢冷水系统运行中存在的问题及系统的改进，改进后机组运行状况良好，避免了因水温高等原因造成的机组非计划停运，也避免了发电机有效部分绝缘的老化，延长了发电机的使用寿命。同时利用此次改造，停止了氢冷泵及工业水泵的运行，不仅简化了系统，每月可节约厂用电量194400KW。
关键词循环水、氢冷水系统；存在的问题；系统的改进；改进的效果
一、概述
我厂氢冷泵系统原设计为氢冷泵入口水源一路由化学直供，一路接在循环泵出口管上，由氢冷泵升压后，一路去10米发电机四角冷却器和励磁机冷却器，一路去-4米给水泵工作油、润滑油冷却器，退水接到循环泵退水管道后进入凉水塔。每当夏季来临，发电机风温、给水泵支持瓦温度及给水泵电机温度时常超标：在机组200MW运行时，发电机入口风温可达50℃，出口风温超过了60℃，给水泵工作冷油器出入口油温可达70℃、110℃，均超过了规程规定的报警值，给水泵润滑冷油器出入口油温可达70℃，55℃，也达到了规程规定的报警值，机组的出力时常因发电机风温高受到了限制，同时因给水泵支持瓦温度高使给水泵在机组负荷140-160MW下不能正常工作，必须避开此负荷。在两机组投产以来，给水泵因为偶合器推力瓦温度高跳泵已经不下十余次，这些现象严重的影响了机组稳定性，为机组的安全运行埋下了重大隐患，发电机风温过高，也加快了发电机有效部分绝缘的老化，缩短了发电机的使用寿命，不利于机组的运行。
二、原因分析
分析造成上述现象的原因有以下几个方面：氢冷泵流量小，流速慢；各换热器内冷却水以层流形式通过，换热差；油垢污垢粘附于换热器铜管表面；热阻增加，传热效率降低；发电机冷却器布置高度近10米
确定原因后可以看出：由于冷却水流量小，流速慢，在各换热器内冷却水是以层流形式通过（通过计算），换热效果差，造成传热系数降低；又因流速低使冷却水污垢黏附于换热器铜管表面，同样使传热系数减小，热阻增加，使传热效率降低。从安装角度来看，正常运行时氢冷水进水由循环泵出口管提供，循环泵单泵运行时其出口压力为0.188MPa，氢冷升压泵出口压力为0.254Mpa，氢冷水回水退至循环水退水管上，回水压力为0.154MPa，造成回水带压，使氢冷泵出水与回水压差较小，再加上沿程阻力损失，局部阻力损失等因素，致使压差变的不足0.08Mpa；同时，回水带压使得实际测得的冷却水量远小于氢冷泵的设计流量。显然增大流量与提高流速可以改善冷却效果，以消除因风温，油温过高而带来得不利机组安全运行的影响。
三、解决方法
将氢冷泵回水改无压退水，即将氢冷泵回水引至前池，压力近似为0。这样避免了氢冷水回水与循环水出水同走一根管，消除了氢冷水的进出口压差，同时氢冷水的流量也相应的有所增大，将提高机组的冷却效果。
由管路特性曲线与泵的工作特性曲线可知，则流量与流速将有较大改观，冷却效果也将有较大提高。
四、理论论证
1、我厂氢冷水回水改进前后均为稳定流、缓变流，流量沿程不且流体不可压缩，适用于流体的能量方程（伯努里方程），可根据能量方程对氢冷水回水带压问题进行理论上的论证：
选取氢冷水回水管道未改动部分的断面为基准面，则
系统改进前：Z0 P0/γ a0*V02/（2*g）=Z1 P1/γ a1*V12/（2*g） hW1（1）
系统改进后：Z0 P0/γ a0*V02/（2*g）=Z2 P2/γ a2*V22/（2*g） hW2（2）
忽略系统改进前后的流动损失，流动为紊流状态，且循环水泵、氢冷泵布置完成后，其位置能头不变，即：hW1=0；hW2=0；a0=a1=a2=1；Z0=Z1=Z2
于是（1）、（2）式变为：P1/γ V12/（2*g）=P2/γ V22/（2*g）
循环水通过氢冷泵升压后获得的能量是一定的，即守恒的。把上式的左侧看作是氢冷水流向循环水退水具有的能量，把等式的右侧看作是氢冷水流入前池具有的能量。
系统的运行方式改变后，P2比P1减少了0.154Mpa，这部分能量不会凭空消失，它将转化为流体的动能，使流体加速。
2、根据管路特性曲线H=Hp Hz B*Q2由于管路系统改进，特性系数B变小了，右图为特性曲线示意图：

I为氢冷泵的特性曲线；IIa为改进前管路特性曲线，IIb为改进后管路特性曲线，由图中看出Qb＞QAji即系统改进后流量增大了，由实际测量可知：流量从610t/h增大至额定的720t/h，流速从1.69m/s增大至1.9m/s，系统基本达到满出力。流量增大就增强了各换热器的换热，提高了换热效果，达到了降低油、风温的目的；氢冷水流速加快，流动状态加剧，雷诺数（Re=v*d/γ）变大，氢冷水中的杂质等污垢就不易粘附在铜管壁上，使污垢厚度δ变小，热阻减小，传热系数K变大，增强了换热，也同样达到了降低油、风温的目的。
五、实施方法
将氢冷水回水管从循环水退水母管上割开，在循环水退水母管割开处打堵板封死，将氢冷泵回水引至前池。

六、效果
由于回水压力的降低使各冷却器的水测所承受的压力因为回水压力的降低而降低，增加了各冷却器的运行的安全性，减小了各冷却器的泄露次数；系统改进以后基本上解决了因发电机风温高限制机组出力的状况，减少了给水泵工作、润滑油温高、支持瓦温度高跳泵的次数，也减少了在低负荷时经常对发电机四角冷却器的清理，从而更好的保证了电机的安全运行，不致因经常清理四角冷却器而使氢气容易泄漏，减少了对给水泵工作冷油器及润滑油冷却器的清理次数，降低了维护费用，从而达到了降低发电机出入口风温，利于提高电厂的经济性及设备利用率，大大节约了人力，物力，财力。
下表为系统改进前后发电机风温及给水泵油温变化的对比表：

改进后循环水温不会明显升高，通过实测氢冷水的进水与回水的温差为2℃，假设回水引入前池，按氢冷水与循环水流量之比计算，温升Δｔ=2×720/18000=0.08<0.1℃。所以对前池水温基本上没有影响。
七、系统节能
解决了氢冷水退水问题后，为进一步提高机组的经济性，在氢冷泵进出口管之间联接一根直通管，加装直通门，利用冬季循环水温度低的特点由循环水直供氢冷水，停止氢冷泵的运行，经现场试验良好，此项改进不仅简化了系统，减轻了劳动强度，提高了机组的安全性，同时也大大的降低了厂用电率，停止氢冷泵后一个月可节约厂用电45*24*30*2=64800（KW.h）。停止氢冷泵运行后我们试验开启了氢冷水与工业水联络门，利用氢冷水供水-水换热器的冷却水，经过试验停止了工业水泵运行，一个月多节约厂用电90*24*30*2=129600（KW.h）。由循环水直供氢冷水后，减少了进入凝汽器的冷却水量，在节约厂用电的同时也可以部分缓解我厂冬季循环水量大造成机组过冷却等现象。
下表为直通门开启前后发电机风温及给水泵油温变化的对比表：
观察日期：2002年11月
八、结束语
综上论述，此项改进几乎不用投资，就解决了因冷却水量不足造成的：发电机入口风温超过规定值；给水泵工作、润滑油出入口油温超过了规定值；发电机风温高限制了机组的出力；给水泵支持瓦温度高；给水泵因为偶合器推力瓦温度高跳泵等隐患。提高了机组的稳定性，避免了因风温高、给水泵掉闸等因素造成的机组非计划停运（每次非计划停运造成的直接经济损失约为70万元人民币），为机组的安全运行创造了条件，降低发电机风温，也避免了发电机有效部分绝缘的老化，延长了发电机的使用寿命。同时利用此次改造，停止了氢冷泵及工业水泵的运行，不仅简化了系统，减轻了劳动强度，提高了机组的安全性，同时也大大的降低了厂用电率，解决我厂冬季循环水量大造成机组过冷却等现象，具有良好经济效益。仅此一项每月就可节约电量64800 129600=194400（KW），按邯郸热电厂目前的电价0.34元/KW.H计算，每月仅厂用电一项就可节约人民币0.34*194400=66096(元)。