濱海電廠利用海水冷卻可大幅降低淡水消耗，但泥沙淤積、氯離子腐蝕等問題常導(dǎo)致?lián)Q熱衰減。結(jié)合大唐東營(yíng)2×1000MW超超臨界二次再熱項(xiàng)目，如何通過寬流道優(yōu)化降低泥沙滯留概率，配合鈦合金板片抵御海水腐蝕，保障閉式水冷卻與余熱回收系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

濱海燃煤電廠換熱器會(huì)遇到哪些海水工況難題

對(duì)于沿海百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組來(lái)說，海水作為冷卻水源可以大幅降低電廠淡水消耗，是濱海電站的優(yōu)選方案，但海水工況帶來(lái)的設(shè)備運(yùn)行難題也十分突出。海水中含有大量泥沙、鹽離子、海洋微生物，長(zhǎng)期沖刷換熱設(shè)備，很容易出現(xiàn)泥沙淤積流道、氯離子腐蝕板片、夏季海水溫度波動(dòng)影響換熱效率等一系列現(xiàn)實(shí)問題。很多濱海電廠在設(shè)備選型階段，只關(guān)注換熱面積參數(shù)，忽略海水介質(zhì)帶來(lái)的特殊工況，設(shè)備投運(yùn)短短幾年就出現(xiàn)換熱衰減、板片腐蝕滲漏，甚至被迫停機(jī)檢修，直接影響整臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組的安全穩(wěn)定發(fā)電。

大唐東營(yíng)電廠作為 2×1000MW 超超臨界二次再熱濱海燃煤項(xiàng)目，就直面整套系統(tǒng)海水冷卻的挑戰(zhàn)。項(xiàng)目不僅要處理閉式水系統(tǒng)海水冷卻，同時(shí)搭配余熱回收系統(tǒng)完成熱量梯級(jí)利用，雙重工況疊加，對(duì)換熱器設(shè)備的抗堵塞、耐腐蝕能力提出嚴(yán)苛考驗(yàn)。不少電廠技術(shù)人員會(huì)產(chǎn)生疑問，同樣是板式類換熱設(shè)備，為什么部分產(chǎn)品面對(duì)含沙海水很快出現(xiàn)淤積失效，有的設(shè)備卻可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，這中間的設(shè)計(jì)差異到底體現(xiàn)在哪些細(xì)節(jié)上。

流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從源頭降低泥沙淤積概率

想要緩解海水泥沙堵塞，不能只依靠后端過濾設(shè)備，換熱器本體的流道寬度設(shè)計(jì)是第一道關(guān)鍵防線。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)流道的換熱器應(yīng)用在海水工況，細(xì)小泥沙很容易卡在板片波紋間隙，日積月累堆積，逐步縮小有效流通截面，換熱面積被白白浪費(fèi)，系統(tǒng)壓降持續(xù)走高，機(jī)組冷卻效果達(dá)不到設(shè)計(jì)值。就算定期開展化學(xué)清洗、高壓水沖洗，也只能短期恢復(fù)性能，無(wú)法根治泥沙沉積的根源問題，清洗作業(yè)還會(huì)占用機(jī)組檢修窗口期，增加運(yùn)維成本。

針對(duì)這一痛點(diǎn)，艾克森（Accessen）熱交換器廠家在為大唐東營(yíng)電廠定制設(shè)備的時(shí)候，專門對(duì)流道寬度進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，拓寬流通間隙，降低泥沙滯留概率，最大限度把設(shè)計(jì)換熱面積充分釋放出來(lái)。這套定制化設(shè)備包含 4 臺(tái)閉式水冷卻器以及 4 臺(tái)閉式水余熱換熱器，最大單臺(tái)設(shè)備換熱面積達(dá)到 1570m2，適配百萬(wàn)千瓦機(jī)組大熱量交換需求。合理的流道設(shè)計(jì)，讓海水中懸浮泥沙可以跟隨介質(zhì)順利帶出換熱設(shè)備內(nèi)部，減少沉淀淤積，降低后期檢修清洗頻次，保障整套余熱回收系統(tǒng)可以持續(xù)發(fā)揮節(jié)能價(jià)值。

鈦合金材質(zhì)，適配濱海電廠長(zhǎng)期耐腐蝕運(yùn)行需求

海水介質(zhì)當(dāng)中高含量氯離子是金屬材料腐蝕的主要誘因，普通碳鋼、不銹鋼板片接觸海水，很容易發(fā)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕，出現(xiàn)板片穿孔泄漏，一旦發(fā)生內(nèi)漏，海水混入除鹽水回路，會(huì)直接威脅鍋爐、汽輪機(jī)等主設(shè)備安全，后果十分嚴(yán)重。如果頻繁更換換熱器板片，不僅采購(gòu)成本高，拆裝更換作業(yè)同樣會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的發(fā)電時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于連續(xù)運(yùn)行要求極高的火電項(xiàng)目，非計(jì)劃停機(jī)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。

艾克森（Accessen）熱交換器廠家選用鈦合金板片作為和海水接觸核心部件，設(shè)計(jì)耐腐蝕使用壽命可達(dá) 20 年，完美匹配超超臨界二次再熱機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。鈦合金材料對(duì)于海水中氯離子有著極強(qiáng)耐受能力，抵御海水沖刷腐蝕，降低板片滲漏風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)夏季海水環(huán)境溫度升高的時(shí)候，換熱器依舊可以維持穩(wěn)定傳熱性能，不會(huì)因?yàn)楹Ｋ疁囟茸兓霈F(xiàn)冷卻能力大幅跳水，保障閉式水系統(tǒng)穩(wěn)定，讓余熱回收系統(tǒng)能夠持續(xù)回收利用機(jī)組多余熱量，幫助機(jī)組實(shí)現(xiàn)節(jié)約標(biāo)煤、降低排放的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

項(xiàng)目落地之后實(shí)際帶來(lái)哪些綜合收益

大唐東營(yíng)電廠整套機(jī)組擁有 41 項(xiàng)國(guó)內(nèi)首例集成創(chuàng)新技術(shù)，設(shè)計(jì)供電煤耗 258.72 克 / 千瓦時(shí)，每年節(jié)約標(biāo)煤 7.5 萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放 330 噸。換熱器作為冷卻與熱量回收的核心輔機(jī)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到整套節(jié)能指標(biāo)能不能落地。經(jīng)過實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證，經(jīng)過流道優(yōu)化加鈦合金材質(zhì)雙重設(shè)計(jì)的換熱設(shè)備，有效化解海水泥沙淤積與腐蝕兩大行業(yè)頑疾。

很多沿海新建或者改造火電項(xiàng)目，在選型的時(shí)候容易陷入只對(duì)比換熱面積參數(shù)的誤區(qū)，忽視介質(zhì)工況帶來(lái)的隱性風(fēng)險(xiǎn)。濱海電廠換熱器選型，換熱面積只是基礎(chǔ)指標(biāo)，流道抗淤積設(shè)計(jì)、材質(zhì)耐海水腐蝕能力、全負(fù)荷工況換熱穩(wěn)定性，三者缺一不可。只有設(shè)備本體適配海水復(fù)雜工況，余熱回收系統(tǒng)才不會(huì)因?yàn)檩o機(jī)故障頻繁退出運(yùn)行，真正把余熱轉(zhuǎn)化成實(shí)實(shí)在在的節(jié)能效益，助力燃煤機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低排放、高效低碳運(yùn)行。