付天吉、郭锴杰
华电福新江门能源有限公司 广东江门529000
【摘要】
华电福新江门能源有限公司（以下简称江门公司）热水系统作为燃气-蒸汽联合循环“冷热电三联供”的关键组成单元，在能源梯级利用中起到重要作用，可有效提高机组联合循环效率。江门公司暖通制冷站的溴化锂机组制冷、调压计量撬天然气加热、LNG【1】气化站和直供热水均用到热水，其中LNG气化站通过水浴加热控制天然气温度和流量，直接关系到燃气轮机的负荷、燃烧效率，对机组安全、经济运行有重要影响。
目前江门公司存在热水温度难以调控，热水流量分配不合理，热水汽化带来的设备安全隐患等问题，本文根据江门公司实际情况，探讨江门公司热水系统存在问题，根据技术分析与诊断，找到缺陷成因，提出合理的改造方案，通过对热源侧运行方式优化、管网平衡改造等措施，优化热水负荷分配，降低设备安全风险，提高联合循环机组的安全性、经济性。
【关键词】热水系统；改造；安全；经济
一、公司概况
江门公司位于广东省江门市滨江新城产业园区北部，该园区是以食品加工为主的国家级示范园区，热负荷用户有康师傅（顶津、顶益、秉信）、天地壹号、滨崎食品、美心食品、兰芳园等食品加工企业，均分布在能源站厂址5公里范围内。
公司建设2X115MW燃气-蒸汽联合循环发电机组，每套联合循环机组配备1台燃气发电机组+1台余热锅炉+1台汽轮发电机组，配套建设制冷站、冷冻水管网和供热蒸汽管网，实现对园区企业进行冷、热、电三联供。
二、热水系统流程概括
热水系统全称热网循环水系统，作为江门公司“冷热电三联供”中供冷与供热的关键单元，热水系统主要用于暖通制冷站的溴化锂机组制冷、调压计量撬天然气加热、LNG气化站和直供热水，系统采用闭式循环，水质为除盐水。
（一）制冷站热水系统
热水型溴化锂机发生器通过热水加热溴化锂（LiBr）溶液。热水管道采用母管制，热水从#1、#2余热锅炉热水加热器引出后汇合为1路至制冷站热水型溴冷机发生器进口，之后经热源水泵升压后分别返回2台余热锅炉。
（二）调压计量撬热水系统
调压计量撬内设置2台天然气水浴加热器，热水管道采用单元制，自#1、#2余热锅炉热水加热器出水管道上引接，经水浴加热器后，由回水升压泵升压后返回2台余热锅炉热水加热器回水管路，供回水温度为103/50℃。
（三）LNG气化站热水系统
LNG气化站热水系统随LNG气化站建设而成，用于气化站内2台水浴加热器加热液化气，供水从江门公司#1、#2余热锅炉热水加热器出水管道上引接，经气化加热器和回水升压泵后返回每台余热锅炉尾部热水加热器回水管路。
三、热水系统改造、运行与调整
（一）溴化锂制冷与LNG气化站水浴加热存在水温不匹配的问题
热水型溴化锂机组正常运行情况下，发生器溶液温度至少要达到80℃以上，冷剂蒸汽从溴化锂稀溶液中大量蒸发，才具有制冷效果，对应需要热水温度为100~120℃（根据天气和冷负荷决定），而LNG气化站的天然气水浴加热所需温度为70~90℃（根据天然气流量决定），而热水系统设计之初并未考虑两者温度不匹配的问题。
在LNG气化站热水供水管道出口加装1根连通管至LNG气化站热水回水管道，设置2个手动门和1个调节门，利用LNG热水回水温度低（60℃左右）和压力高（利用回水管的升压泵）的特点，和温度较高的LNG热水供水（103℃~145℃）混合调温，通过调节阀门开度和回水升压泵压力，即可为LNG气化站热用户提供所需温度的热水.
（二）根据耗热量调节热水加热器
热水加热器可通过调节进出口门或旁路门达到控制进入热水加热器流通水量从而控制吸热量的效果，但需注意过小的流量可能会导致过高的出口温度，使热水加热器存在汽化的风险。
（三）利用凝结水再循环泵调节热水温度
为预防热水汽化的风险，投用凝结水再循环泵，增加凝结水初温，降低热水加热器后省煤器换热效果，提高热水加热器前省煤器换热效果，降低了烟道内的热水加热器模块温度从而降低热水加热器换热效果，降低热水温度5℃至10℃。
（四）调节次要热水负荷来调节热水温度
当上述调节方法受到限制时，可通过调节次要热水负荷来调节热水温度，可临时投入或退出燃机进气冷却器来改变冷负荷从而调节热水温度。
燃机进气冷却器通过消耗大量冷量来降低进入燃机的空气温度，从而提高燃机最大出力。经实际运行观察，得出：燃机进空气温度每下降1℃，燃机负荷增加0.6~1MW。若此时燃机未带最大负荷，可通过退出燃机进气冷却器，降低溴化锂制冷机出力，提高热水温度。
（五）手动补水调节热水温度
最后可通过“补冷水放热水”的方式进行调节，同时开启热水加热器出口放水和热水管道补水手动门，补充的除盐水温度远低于热网温度，利用此方法可有效调节热水温度，但要注意除盐水箱水位和余热锅炉定排水坑水位。此举对机组经济运行有一定影响，仅作为备用措施。
四、结论
燃气-蒸汽联合循环分布式能源站中热水系统是一个十分重要的系统，具有一定的温度、压力且运行时受多种因素影响波动较大，对机组运行安全性与经济性都会造成较大影响，需运行人员不断积累总结经验，掌握热水变化规律，多借鉴同类型机组调节方式，持续提高安全性与稳定性。
江门公司通过管路改造，配合调试期间多次进行热水系统投退试验，让运维人员掌握参数调整与变化规律，同时加强与各设备厂家联系，组织培训提高人员操作技能，从人员和设备两方面提高系统安全性。
从江门公司实际运行情况来看，经过改造的热水系统稳定性有了显著的提高，尤其对解决供气化站的热水温度过高起到直接调控的效果，降低了热水系统汽化风险，降低了设备超温损坏风险。同时，在节约耗冷电能，降低厂用电率，节省除盐水量方面，提高热水利用效率，从而提高经济性。
参考文献
[1]李晶.热水型溴化锂冷水机组原理及其常见故障解决[J].实用技术,2013,22(5):32-37.
[2]门金成.大型燃气-蒸汽联合循环发电技术（三菱F级）[M].中国电力出版社:北京,2015:150-171.