徐文宮

(馬鞍山當涂發(fā)電有限公司 安徽 馬鞍山 243102)

0 引言

馬鞍山當涂發(fā)電有限公司的#1機組為超臨界機組，汽機型號:CLN660 －24.2/566/566，凝汽器型式:雙背壓(發(fā)電機側是進水側，低背壓;汽機側是出水側，高背壓)、雙殼體、表面型、雙汽室、八水室、殼體和水室為全焊接結構。凝汽器布置方式:橫向布置、單流程，從機頭向發(fā)電機看，從右側抽冷卻管?？偫鋮s面積:39000 m2，冷卻水設計水溫:20℃，冷卻水平均最高水溫:30.3℃(夏季10%)，冷卻水最高水溫:33℃，循環(huán)倍率:60，冷卻水量:69861 t/h。

#1機組的化學補水是經(jīng)除鹽補水泵出口的219補水管路引入凝汽器喉部的(見圖1)。#1機組是雙背壓凝汽器，補水僅進入其中的一個凝汽器，并在219管上打了很多小孔。水進入凝汽器后，在219管上是以水柱的形狀噴出的，幾乎沒有實現(xiàn)霧化。因為除鹽水溫度低，含空氣量大，所以長期以來致使主凝結水過冷度偏大，溶氧量超標［1］，直接造成的結果是進入低加入口的凝結水溫低，多抽8段抽汽的汽量，使熱經(jīng)濟性降低;凝結水溶氧量大會使所有低加傳熱效果降低，出口水溫降低，同時溶氧量大也會加快低加氧化腐蝕速度［2］。這些問題會直接影響機組的經(jīng)濟性和安全運行，而我們運用化學補水霧化改造技術進行改造，就可以很好地解決這些問題。

圖1 目前凝汽器補水系統(tǒng)示意圖

1 化學補水系統(tǒng)改造方案

這次改造是將化學補水同時引入高低壓兩個凝汽器的喉部，并實現(xiàn)霧化。

考慮到凝汽器喉部的實際情況，根據(jù)補水在喉部霧化后應與汽機主排汽流換熱效果好的原則，在每個凝汽器內(nèi)，各布置2根霧化補水管路，共4根。其中，每個#7、#8低加的兩側各1根管路，管徑均為89。按補水壓力為0.4 MPa(補水泵連續(xù)運行)/補水流量40t/h考慮，總共需要的噴嘴數(shù)為132只。平均在每根89管路上布置33只噴嘴，平均每根管布噴嘴的有效長度約為8000 mm。其示意圖如圖2所示。

圖2 凝汽器喉部化學補水霧化管路布置示意

從水的流動方向看:由除鹽水泵引出的化學補充水，經(jīng)30%補水管路引出后，流入219的主管路;之后，分別流過從低加下部引入凝汽器的2根133管;流經(jīng)這2根133管后，化學補水在凝汽器內(nèi)又分別流入4根裝噴嘴的89補水管，其示意圖如圖3所示。

圖3 219、89管路布置立體示意圖

2 補水系統(tǒng)改造效益分析

經(jīng)過改造后，化學補水及水泵密封回水在凝汽器內(nèi)實現(xiàn)了霧化，其具有很多優(yōu)越性:化學補水進入喉部并實現(xiàn)霧化后與汽輪機的排汽實現(xiàn)有溫差的混合換熱，水的顆粒度減小，加大了與汽機排汽的換熱面積，使化學補水達到汽機排汽壓力下對應的飽和溫度，在喉部具備了除氧的作用［3］。此次補水霧化改造對機組經(jīng)濟性和安全性的提高是明顯的:

(1)提高了凝汽器的真空。由于補水實現(xiàn)霧化，使補水與低壓缸排汽充分接觸換熱，蒸汽的凝結溫度提高，所以其對應的飽和壓力即(凝汽器內(nèi)壓力)相應降低，真空也相應提高。真空提高帶來的經(jīng)濟效益是多發(fā)電、節(jié)省煤。

(2)降低凝結水過冷度。由于化學補水實現(xiàn)了霧化，增大了補水的總表面積，使補水與排氣可以更充分地接觸換熱，因此消除了由補水引起的凝結水過冷度偏大現(xiàn)象，提高了凝結水溫度，同時還減小了低加的抽汽量。

(3)提高低加出口水溫(即:提高除氧器入口水溫，減小溶解氧量。)補水從凝汽器補入，流經(jīng)軸封冷卻器、低壓加熱器后到達除氧器［5］。這一過程中，補充水吸收了一定的熱量從而增加了汽機低壓系統(tǒng)抽汽量、即低品位抽汽量增加;減少了除氧器的抽汽量，使高品位抽汽量減少，而增加了這部分蒸汽在汽機內(nèi)的作功。因為補水在凝汽器內(nèi)實現(xiàn)霧化，補水中的空氣在凝汽器內(nèi)得以除掉，改善了凝結水含空氣量，對提高低加換熱效果有利，表現(xiàn)為有利于減少低加的端差、降低了傳熱過程中不可逆損失、提高了熱功轉換效率、回熱效果明顯提高。

(4)降低了凝結水含氧量。凝結水含氧量大是導致銅管腐蝕、凝結水系統(tǒng)管道閥門腐蝕嚴重以致降低設備壽命的重要原因。本次通過化學補水霧化改造，降低了凝結水的含氧量，減緩了低加低溫腐蝕速度，提高了機組的安全性，并延長使用壽命。

當負荷為600 MW時，我們利用從該機組運行現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，并結合上述(1)、(2)、(3)，從經(jīng)濟性角度運用等效熱降法，對本次化學補水系統(tǒng)改造前、后1#機組的熱經(jīng)濟效益均進行了較為準確地計算和分析。結果表明，通過本次補水系統(tǒng)霧化改造，該電廠#1機組全年共節(jié)省標煤300.6 t，提高了熱經(jīng)濟性;同時還在一定程度上提高了機組運行的安全性。

3 結論

針對馬鞍山當涂發(fā)電有限公司#1機組長期以來一直存在的主凝結水過冷度偏大、溶氧量超標、凝結水管路系統(tǒng)低溫腐蝕嚴重以及低加出口水溫偏低等疑難問題，通過細致現(xiàn)場勘測和理論分析，我們對該機組化學補水系統(tǒng)進行了霧化改造。

改造后，系統(tǒng)的化學補水由原來的柱狀噴水變?yōu)榱爽F(xiàn)在的霧狀噴水，從而大大增加了補水的總表面積，使補水與低壓缸排汽可以更充分地接觸換熱，因此(1)提高了凝汽器的真空(2)降低凝結水過冷度(3)降低了凝結水含氧量，減緩了低加腐蝕速度(4)提高低加出口水溫(5)全年節(jié)省標煤量也有了較大的提高?？傊?，該機組運行的安全性和經(jīng)濟性都有了一定程度的提高，本次化學補水系統(tǒng)霧化改造是成功的。

［1］王蓬.凝結水溶解氧不合格的原因分析及對策［J］.科技信息，2007，(30):26.

［2］沈士一，莊賀慶，龐立云，等.汽輪機原理［M］.北京:中國電力出版社，1992.

［3］鄭體寬.熱力發(fā)電廠［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［4］范仲元.水和水蒸氣熱力性質圖表.北京:中國電力出版社，1996.

［5］解宏杰.熱電廠化學補水方式節(jié)能改造［J］.有色冶金節(jié)能，2004，21(4):84 －85.