宋杰 王許

摘 要：針對(duì)華電某電廠超超臨界機(jī)組疏水?dāng)U容器節(jié)能節(jié)水的預(yù)期目標(biāo)，提出將開(kāi)放式大氣式疏水?dāng)U容器改造為封閉式，擴(kuò)容蒸汽引入凝汽器的高壓端汽側(cè)的解決方案，具有回收工質(zhì)、安全運(yùn)行、降低機(jī)組補(bǔ)水和減小疏水損失的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：超超臨界機(jī)組；疏水?dāng)U容器；凝汽器；節(jié)能節(jié)水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.158

1 引言

目前，我國(guó)全口徑發(fā)電裝機(jī)容量為14.6億千瓦，其中火電裝機(jī)10.1億千瓦，占全部裝機(jī)容量的66.9%[1]。超超臨界鍋爐機(jī)組在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中排放大量的水和蒸汽，疏水的大量排放不僅造成化水車(chē)間制水緊張，增加運(yùn)行成本，同時(shí)過(guò)多的淡水消耗還將被征收水資源費(fèi)用[2]。國(guó)內(nèi)超臨界鍋爐啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的疏水只有少部分經(jīng)擴(kuò)容凝結(jié)成水回收至凝汽器，大部分?jǐn)U容蒸汽通過(guò)排汽管直接與大氣聯(lián)通外排，蒸汽損失量較大。以1000MW超超臨界機(jī)組平均補(bǔ)水460t/d、年平均發(fā)電利用小時(shí)數(shù)5500h計(jì)算，每年淡水消耗超過(guò)11.5萬(wàn)噸。

2 疏水?dāng)U容器改造目的

超臨界、超超臨界鍋爐設(shè)置鍋爐啟動(dòng)疏水?dāng)U容器及水箱來(lái)回收鍋爐啟動(dòng)工況下的鍋爐疏水，本文對(duì)疏水?dāng)U容器排汽工質(zhì)回收的節(jié)能節(jié)水技術(shù)進(jìn)行探究。一方面降低鍋爐啟動(dòng)和運(yùn)行疏水損失和機(jī)組補(bǔ)水量，減少疏水泵運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電耗，此外可以避免凝汽器背包式疏水?dāng)U容器超溫超壓，減小管道的振動(dòng)和噪音。

3 設(shè)備概況

華電集團(tuán)某電廠一期工程2×1000MW超超臨界機(jī)組，其鍋爐為東方鍋爐有限公司設(shè)計(jì)與制造的超超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐；其汽輪機(jī)島由東方汽輪機(jī)有限公司設(shè)計(jì)與制造的單軸四缸四排汽型汽輪機(jī)，從機(jī)頭到機(jī)尾依次串聯(lián)，一個(gè)單流高壓缸、一個(gè)雙流中壓缸及兩個(gè)雙流低壓缸。

4 疏水?dāng)U容器改造方案

鍋爐側(cè)輸送至疏水?dāng)U容器的疏水主要包括鍋爐本體疏水、361閥后疏水、BCP系統(tǒng)疏水、吹灰系統(tǒng)疏水、暖風(fēng)器疏水、有壓放水、除氧器溢放水等，針對(duì)擴(kuò)容器排汽逃逸量較大、排汽能量損失的問(wèn)題，疏水?dāng)U容器改造方案如圖1、2所示。

鍋爐本體疏水及暖風(fēng)器、吹灰等系統(tǒng)疏水流入大氣式疏水?dāng)U容器后進(jìn)行擴(kuò)容，變?yōu)閿U(kuò)容蒸汽和擴(kuò)容疏水。大氣式疏水?dāng)U容器由傳統(tǒng)意義上的開(kāi)放式（與大氣環(huán)境直接連通）改造為封閉式，不與大氣環(huán)境直接連通，而是在鍋爐疏水?dāng)U容器的向空排汽管上增加一路蒸汽回收管路系統(tǒng)，將擴(kuò)容蒸汽直接引入高低壓凝汽器的高壓端汽側(cè)。

疏水?dāng)U容器中的擴(kuò)容疏水則首先引至冷凝水箱，由冷凝水泵送至凝汽器。為了保證該系統(tǒng)設(shè)備在極端工況下運(yùn)行的安全性，同時(shí)保證疏水?dāng)U容器在正常運(yùn)行工況下的密封性，并對(duì)擴(kuò)容蒸汽和擴(kuò)容疏水的熱力參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在疏水?dāng)U容器的向空排汽管上增加一個(gè)安全閥。在極端運(yùn)行工況下，當(dāng)擴(kuò)容器內(nèi)蒸汽壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值，安全閥打開(kāi)，保證擴(kuò)容器的安全運(yùn)行。

5 疏水?dāng)U容器改造預(yù)期問(wèn)題及難點(diǎn)

（1）本文從疏水?dāng)U容系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水的角度對(duì)疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造，為了保證排汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防止危急情況發(fā)生超壓，需對(duì)設(shè)備的選型進(jìn)行深入了解以及對(duì)管路強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，獲得適合本方案的最經(jīng)濟(jì)排汽管尺寸及安全閥尺寸，同時(shí)根據(jù)該電廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，合理布置排汽管道走向以及疏水?dāng)U容器本體安全閥的位置；

（2）傳統(tǒng)大氣式疏水?dāng)U容器運(yùn)行壓力高于大氣壓力，其運(yùn)行壓力為內(nèi)部汽水流通產(chǎn)生的阻力Pf與大氣壓力P0之和，內(nèi)部汽水流通阻力主要包括內(nèi)部折流的局部阻力、排汽管的沿程阻力及消音裝置阻力等。

6 疏水?dāng)U容器改造方案預(yù)期目標(biāo)

本文針對(duì)1000MW超超臨界機(jī)組利用疏水?dāng)U容系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)超超臨界鍋爐疏水?dāng)U容器蒸汽的回收利用，預(yù)計(jì)補(bǔ)水可以降低至150t/h以下；按每天每臺(tái)機(jī)節(jié)約補(bǔ)水200t/h，每噸水按10元計(jì)算，每臺(tái)機(jī)組年經(jīng)濟(jì)效益50萬(wàn)元，以項(xiàng)目投資95萬(wàn)元計(jì)算，約2年實(shí)現(xiàn)投資回收。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)1000MW超超臨界鍋爐疏水?dāng)U容器改造進(jìn)行探究，位該電廠疏水系統(tǒng)的改造提供有效的解決方案。將開(kāi)放式的大氣式疏水?dāng)U容器改造為封閉式，擴(kuò)容蒸汽引入凝汽器的高壓端汽側(cè)的解決方案，進(jìn)而降低機(jī)組補(bǔ)水以及啟動(dòng)、運(yùn)行的疏水損失，具有節(jié)約水源、運(yùn)行安全可靠、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，值得在其他超超臨界機(jī)組推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2015[M].中國(guó)市場(chǎng)出版社.

[2]曠仲和.600MW超臨界機(jī)組鍋爐汽水分離器啟動(dòng)疏水回收的解決方案[J].中國(guó)電力，2006（08）：33-36.