李勇

江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司運(yùn)行部

0 概述

江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司2×330MW燃煤發(fā)電供熱機(jī)組先后于2005年5月和8月投產(chǎn)。該廠汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C300/N330-16．67/538/538型亞臨界一次中間再熱、單軸、高中壓缸合缸、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機(jī);配置30%額定容量的Ⅱ級(jí)旁路系統(tǒng);設(shè)計(jì)補(bǔ)給水率3%;設(shè)計(jì)循環(huán)水濃縮倍率為2．5倍。鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1036/18．2～Ⅱ4型亞臨界、四角切圓燃燒、自然循環(huán)汽包爐;單爐膛π型露天布置;燃用煙煤;一次再熱;固態(tài)排渣爐。[1]機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，一直存在水耗偏大問(wèn)題，影響水耗因素具體分析如下。

1 影響全廠水耗的因素

通常，燃煤機(jī)組影響水耗主要因素有：鍋爐排污、鍋爐吹灰用汽、冷卻塔補(bǔ)水、機(jī)組啟停用水損失、熱力系統(tǒng)閥門管道泄漏等。為此，須對(duì)這些因素進(jìn)行全面分析，探索影響水耗的規(guī)律，尋找降低全廠水耗的有效途徑。燃煤發(fā)電廠全廠補(bǔ)水量項(xiàng)目組成表見表1。

1.1 鍋爐排污

為保證機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性，自然循環(huán)汽包鍋爐須進(jìn)行不斷排污。鍋爐排污分為定期排污和連續(xù)排污：定期排污主要是排出水冷壁下聯(lián)箱不溶性沉渣和鐵銹等；連續(xù)排污是排出鍋水中含鹽較高的鍋水，降低鍋水含鹽量，維持鍋水一定堿度。[3]排污目的是為了滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)汽水品質(zhì)，防止鍋爐受熱面及汽機(jī)通流部分結(jié)垢。鍋爐排污不僅造成機(jī)組工質(zhì)損失、補(bǔ)水率升高，還伴有熱量損失，影響機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。減少機(jī)組排污量可降低機(jī)組補(bǔ)水率，從而降低煤耗。[4]因此，機(jī)組運(yùn)行中應(yīng)重視排污系統(tǒng)運(yùn)行方式，根據(jù)汽水品質(zhì)合理調(diào)整排污量，以達(dá)到降低水耗、降低煤耗的目的。

1.2 汽泵密封水

公司裝有兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵，一臺(tái)電動(dòng)給水泵。正常時(shí)，兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，電泵備用。給水泵為上海電力修造廠生產(chǎn)的FK6D32型給水泵。給水泵裝有固定襯套注射密封水卸荷型迷宮密封，保證泵運(yùn)行時(shí)密封水不進(jìn)入泵和泵送水不外泄露。汽泵密封水取自凝結(jié)水。密封水注射到密封腔內(nèi)向泵送水方向流去，在卸荷環(huán)內(nèi)與外漏的泵送水相遇，并由管道連通到前置泵進(jìn)口。當(dāng)密封水壓力高于前置泵進(jìn)口壓力時(shí)，熱水就不會(huì)從密封腔里泄漏。另外一些密封水沿著迷宮密封泄漏分成兩路：一路直接排入地溝，一路經(jīng)過(guò)U型水封排入凝汽器。[5]

機(jī)組投運(yùn)初期，汽泵密封水回水通過(guò)U型水封回收至凝汽器時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)U型水封破損影響凝汽器真空的現(xiàn)象。為確保機(jī)組安全運(yùn)行，汽泵密封水只能直接排至地溝而無(wú)法回收利用，導(dǎo)致水耗增加。經(jīng)分析，汽泵U型水封破損的主要原因是U型水封設(shè)計(jì)高度不夠。為此，公司利用小修機(jī)會(huì)對(duì)U型水封進(jìn)行了改造：將U型水封改為單級(jí)水封，同時(shí)增加水封高度。改造后的水封投運(yùn)正常，汽泵密封水二漏得到了回收利用。與其它同類型給水泵的電廠相比，約可降低水耗5t/h。[5]改造后單級(jí)水封示意圖如圖1。

表1 燃煤發(fā)電廠全廠補(bǔ)水量項(xiàng)目組成表[2]

圖1 單級(jí)水封示意圖

1.3 鍋爐吹灰

鍋爐吹灰主要是清除爐膛、過(guò)熱器、省煤器、空預(yù)器等受熱面結(jié)焦、結(jié)灰等污染，增強(qiáng)傳熱能力，降低排煙損失，提高鍋爐熱效率。[6]每臺(tái)爐共有蒸汽吹灰器98臺(tái)：其中，空氣預(yù)熱器2臺(tái)、爐膛46臺(tái)、煙道長(zhǎng)伸縮式吹灰器42臺(tái)、省煤器固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器8臺(tái)。程序設(shè)計(jì)為定期吹掃，吹掃順序?yàn)椋嚎疹A(yù)器→爐膛→過(guò)熱器→中、高溫再熱器→低溫過(guò)熱器→省煤器→空預(yù)器。按此程控進(jìn)行吹灰，每次全面吹掃約耗汽25t。因此，在受熱面污染不嚴(yán)重時(shí)就開始吹灰程序會(huì)浪費(fèi)大量蒸汽，增加水耗。因此，合理的定期吹灰有利于降低機(jī)組發(fā)電水耗。

1.4 機(jī)組啟停

機(jī)組啟停需消耗大量水資源。在啟動(dòng)階段，僅鍋爐上水就要消耗428t除鹽水（其中凝汽器50t、除氧器150t、鍋爐228t）。[1]此外，凝汽器真空建立前，所有疏水排放至地溝，不能回收利用。在啟動(dòng)初期階段，由于軸封汽源、除氧器加熱汽源及小機(jī)沖轉(zhuǎn)汽源均取自鄰機(jī)輔汽，這些蒸汽使用后最終回到本機(jī)凝汽器，使凝汽器水位不斷上升。為控制凝汽器水位，除氧器將多余的水排至定排，以控制系統(tǒng)水平衡，從而造成水耗增加。

1.5 循環(huán)水濃縮倍率

循環(huán)水濃縮倍率是指采用濕式冷卻水塔的電廠循環(huán)水與補(bǔ)充水含鹽濃度之比。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，循環(huán)水通過(guò)冷卻水塔時(shí)水分不斷蒸發(fā)，使循環(huán)水中的溶解鹽類不斷濃縮，含鹽量逐漸增大。為了將循環(huán)水含鹽量控制在一定水平，需排放一部分循環(huán)水，同時(shí)補(bǔ)充新水。循環(huán)水與新水含鹽量之比即為濃縮倍率。濃縮倍率越小，補(bǔ)水率就越大。[7]

2008年，公司對(duì)2臺(tái)機(jī)組開展了循環(huán)水處理優(yōu)化試驗(yàn)。通過(guò)循環(huán)水系統(tǒng)阻垢、緩蝕等技術(shù),全面評(píng)價(jià)循環(huán)水系統(tǒng)特點(diǎn),掌握水質(zhì)變化趨勢(shì)。通過(guò)模擬試驗(yàn)探索循環(huán)冷卻水最佳控制參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)不結(jié)垢、不腐蝕的安全目標(biāo),降低了運(yùn)行消耗,保證了循環(huán)水排水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)，循環(huán)水處理方案得到了優(yōu)化，確定了循環(huán)水阻垢劑加藥量為8 mg/L,循環(huán)水濃縮倍率由設(shè)計(jì)值的2．5倍提高到2．75倍,循環(huán)水處理運(yùn)行消耗大幅降低。發(fā)電水耗也得到降低，2臺(tái)機(jī)組節(jié)約用水量達(dá)90t/h。[8]

1.6 其他汽水損失

除上述影響水耗因素外，機(jī)組運(yùn)行時(shí)化學(xué)汽水取樣、對(duì)外供汽、設(shè)備故障運(yùn)行中檢修進(jìn)行隔離泄壓放水、熱力系統(tǒng)管道、設(shè)備、閥門、水泵等跑、冒、滴、漏等損失都會(huì)影響機(jī)組補(bǔ)水率和機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。[9]此外，運(yùn)行中冷卻塔、除鹽水箱、閉冷水箱水位控制不當(dāng)造成的嚴(yán)重溢流，也將造成機(jī)組水耗增大。

2 降低水耗的措施

2.1 正常運(yùn)行時(shí)有關(guān)措施

1)合理控制鍋爐定期排污和連續(xù)排污量。①定期排污嚴(yán)格按照定期工作計(jì)劃，在夜班低負(fù)荷時(shí)執(zhí)行。排污時(shí)適當(dāng)開大工業(yè)水至定排擴(kuò)容器減溫水，完畢后及時(shí)關(guān)小，同時(shí)關(guān)閉就地定排手動(dòng)分總門。②連續(xù)排污應(yīng)根據(jù)汽水品質(zhì)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，在保證汽水品質(zhì)前提下盡可能減小連續(xù)排污量。③連排擴(kuò)容器水位嚴(yán)格控制在300mm左右，避免連排擴(kuò)容器無(wú)水位運(yùn)行。

2)合理控制閉冷水箱、除鹽水箱、冷卻塔水位。正常運(yùn)行時(shí)，閉冷水箱水位控制在1 800-2 000mm范圍內(nèi)；除鹽水箱水位控制在7．0-8．0m范圍內(nèi)；冷卻塔水位控制在溢流口以下，減少閉冷水箱、除鹽水箱、冷卻塔的溢流；循環(huán)水濃縮倍率控制在2．75倍左右。

3)運(yùn)行中及時(shí)跟蹤閉冷水箱、真空泵等補(bǔ)水情況，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)水量異常變大時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找原因，消除缺陷。

4)汽動(dòng)給水泵正常運(yùn)行時(shí)，密封水回水一漏回至汽泵前置泵入口，二漏應(yīng)通過(guò)單級(jí)水封回至凝汽器。無(wú)特殊情況時(shí)，嚴(yán)禁將汽泵密封水回水排放至地溝。

5)凝泵密封水正常運(yùn)行時(shí)回至凝汽器。無(wú)特殊情況，嚴(yán)禁將凝泵密封水回至地溝。

6)定期對(duì)汽機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、輔助蒸汽等熱力系統(tǒng)中的放水閥（疏水閥）進(jìn)行檢查；定期對(duì)鍋爐定期排污手動(dòng)分總閥、5%旁路疏水閥、頂棚過(guò)熱器疏水閥、壁再疏水閥、省煤器放水門、吹灰器疏水閥、鍋爐汽包事故放水門及系統(tǒng)安全閥、向空排閥門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏及時(shí)處理。

7)減少化學(xué)汽水取樣損失，運(yùn)行中將化學(xué)取樣流量調(diào)整至最小。

8)嚴(yán)格控制主蒸汽、再熱蒸汽、輔汽聯(lián)箱、除氧器、熱網(wǎng)管道等壓力容器的壓力在規(guī)定范圍內(nèi)，防止壓力容器超壓，造成安全閥動(dòng)作使大量蒸汽向空排放。

9)規(guī)范和優(yōu)化鍋爐定期吹灰工作。逢單日早班爐膛P1、P2吹灰；逢雙日早班爐膛P3、P4吹灰；每日中班煙道吹灰；每班一次空預(yù)器吹灰，如遇受熱面結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)可適當(dāng)增加吹灰次數(shù)。吹灰結(jié)束后及時(shí)關(guān)閉疏水暖管。

10)使用沖洗水完成現(xiàn)場(chǎng)清潔后及時(shí)關(guān)閉相關(guān)閥門。

11)機(jī)組排水槽的廢水通過(guò)排水泵回收至各自循環(huán)水系統(tǒng)。

12)提高運(yùn)行人員巡回檢查質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中跑、冒、滴、漏缺陷，并聯(lián)系檢修處理。

13)冬季使用蒸汽采暖時(shí)，應(yīng)將室溫調(diào)至適當(dāng)范圍，避免室溫過(guò)高增加蒸汽的消耗。

2.2 機(jī)組啟停階段有關(guān)措施

1)機(jī)組計(jì)劃短期調(diào)停時(shí)，如果汽水系統(tǒng)無(wú)檢修工作，鍋爐、除氧器可不放水。開機(jī)時(shí)，如水質(zhì)合格，可直接將汽包水位放至或補(bǔ)至點(diǎn)火水位啟動(dòng)機(jī)組。

2)機(jī)組啟動(dòng)且汽機(jī)真空建立后，應(yīng)及時(shí)投入旁路系統(tǒng)。投運(yùn)正常后，及時(shí)關(guān)閉爐側(cè)5%旁路、壁再疏水門和頂棚至定排擴(kuò)容器疏水電動(dòng)門。

3)機(jī)組啟停過(guò)程中盡量控制汽包水位和除氧器水位，避免因水位高進(jìn)行事故放水。

4)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，合理安排小機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，避免過(guò)早沖轉(zhuǎn)造成蒸汽浪費(fèi)：冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，主機(jī)中速暖機(jī)結(jié)束后，利用輔助蒸汽沖轉(zhuǎn)汽泵；熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，主機(jī)沖轉(zhuǎn)前半小時(shí)，利用輔助蒸汽沖轉(zhuǎn)小機(jī)；機(jī)組負(fù)荷達(dá)130MW時(shí)，及時(shí)將小機(jī)汽源切至本機(jī)四抽。

5)機(jī)組啟動(dòng)正常后，及時(shí)關(guān)閉鍋爐5%旁路、頂棚疏水、壁再疏水及定排手動(dòng)分總門，減少系統(tǒng)內(nèi)漏。鍋爐運(yùn)行正常后及時(shí)將連排直通切至連排擴(kuò)容器。

6)鍋爐油槍全部撤出后，及時(shí)退出空預(yù)器連續(xù)吹灰，減少蒸汽消耗。

7)機(jī)組大、小修后凝汽器灌水檢漏的水，若水質(zhì)合格，可作為除氧器或鍋爐上水用。

3 結(jié)語(yǔ)

降低機(jī)組水耗是發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗長(zhǎng)期、重要的工作。本廠通過(guò)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面分析，確定了影響機(jī)組水耗的原因，并制定了相應(yīng)的調(diào)整措施，使兩臺(tái)機(jī)組水耗大幅下降，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性得到顯著提高。