600MW空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理改造

范煥霞

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司,山西晉城 048102)

600MW空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理改造

范煥霞

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司,山西晉城 048102)

以大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司2×600 MW間接空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理改造為例,分析了粉末樹脂覆蓋過濾器和高速混床技術(shù),并對(duì)比了改造前后運(yùn)行情況和取得的經(jīng)濟(jì)效益,肯定了高速混床式凝結(jié)水精處理技術(shù)在間接空冷機(jī)組上的成功應(yīng)用。

凝結(jié)水;粉末樹脂覆蓋過濾器;高速混床;改造

21 世紀(jì)能源問題已經(jīng)成為制約全球工業(yè)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此,節(jié)能降耗工作迫在眉睫,急需落實(shí),也成為發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司 2×600 MW機(jī)組,鍋爐是東方鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)F.W公司技術(shù)制造,型式為亞臨界、一次中間再熱、雙拱形單爐膛、“W”型火焰、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、自然循環(huán)汽包型燃煤鍋爐,型號(hào)為DG2060/17.6-II3。汽輪發(fā)電機(jī)組是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、間接空冷凝汽式汽輪機(jī),型號(hào)為NJK 600-16.7/538/538。機(jī)組原設(shè)計(jì)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用北京佳美公司供貨的中壓凝結(jié)水精處理裝置,對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行100%處理。每臺(tái)機(jī)組安裝3臺(tái)50%容量粉末樹脂覆蓋過濾器,機(jī)組正常時(shí)2臺(tái)運(yùn)行、1臺(tái)備用,失效終點(diǎn)由進(jìn)出口壓差、氫導(dǎo)電率、硅含量、周期制水量等參數(shù)控制。當(dāng)1臺(tái)過濾器到失效狀態(tài),則系統(tǒng)自動(dòng)投入備用過濾器,失效過濾器退出運(yùn)行,并進(jìn)入爆膜、清洗及鋪膜程序,粉末樹脂覆蓋過濾器主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 粉末樹脂覆蓋過濾器主要技術(shù)參數(shù)表

大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司2×600 MW間接空冷機(jī)組相繼于2007年08月、09月投入商業(yè)運(yùn)行。在這一年多運(yùn)行中,發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水精處理陰陽樹脂粉和纖維粉實(shí)際消耗量超過設(shè)計(jì)值,造成精處理日常維護(hù)量和物料費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初預(yù)算。

2 8號(hào)機(jī)組2008年凝結(jié)水粉末樹脂覆蓋過濾器消耗物料計(jì)算

粉末樹脂覆蓋過濾器運(yùn)行終點(diǎn)是由其進(jìn)出口差壓、出口氫導(dǎo)電率、出口硅含量、周期處理水量等多項(xiàng)指標(biāo)來判定,同時(shí),因?qū)嶋H運(yùn)行狀況多變,運(yùn)行周期往往達(dá)不到設(shè)計(jì)值,一般運(yùn)行時(shí)間為10～15 d,約為設(shè)計(jì)值的一半。年度陰陽樹脂和纖維粉消耗量增加較多,由于爆膜、清洗、鋪摸頻繁,消耗除鹽水量也隨之增加,2008年8號(hào)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)情況比較見表2。

表2 2008年8號(hào)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)情況比較

a)粉末樹脂覆蓋過濾器每次鋪膜所需物料約為設(shè)計(jì)值3倍,而運(yùn)行時(shí)間卻只有設(shè)計(jì)值1/3,所以年度消耗量約為設(shè)計(jì)值的6倍。這樣,2008年8號(hào)機(jī)組精處理鋪膜物料費(fèi)用約為18.6×(4.95+4.95)+13.8×0.99=197.8萬元 (陰陽樹脂18.6萬元/t,纖維粉13.8萬元/t)。

b)每次爆膜、鋪膜需除鹽水100 t,2008年8號(hào)機(jī)組精處理爆膜、鋪膜用水約100×34=3 400 t。若每噸除鹽水按4.68計(jì)算,則合4.68×3 400=1.59萬元。

c)粉末樹脂覆蓋過濾器鋪膜結(jié)束后,為確保過濾器濾元上的膜完整,系統(tǒng)保持泵運(yùn)行直到該過濾器投入運(yùn)行方可停運(yùn)。按每次鋪膜后保持泵運(yùn)行2 d來計(jì)算,則2008年保持泵共耗電量為 15×80%×48×34=19 584 kW ·h(保持泵功率15 kW,2008年爆膜鋪膜34次)。若每kW·h耗電量按0.355(2008年平均上網(wǎng)電價(jià))計(jì)算,則合0.355×19 584=6 952.32元。

d)2008年度8號(hào)機(jī)組粉末樹脂覆蓋過濾器年度費(fèi)用約為197.8+1.59+0.695=200萬元,平均爆膜鋪膜一次費(fèi)用為5.88萬元。

e)2008年8號(hào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為5 720.47 h,合238 d,所以8號(hào)機(jī)組2008年爆膜鋪膜次數(shù)約為34次。

f)每次鋪膜所需物料的配比是依據(jù)水質(zhì)情況隨時(shí)調(diào)整,大致比例是陰陽樹脂1∶1,樹脂與纖維粉10∶1。

h)機(jī)組剛啟動(dòng)時(shí),由于水質(zhì)較差,精處理過濾器爆膜、鋪膜次數(shù)更頻繁。

3 增加高速混床系統(tǒng)方案的可行性

a)機(jī)組原設(shè)計(jì)的粉末樹脂覆蓋過濾器系統(tǒng)是為處理空冷機(jī)組溫度較高 (相比濕冷機(jī)組)的凝結(jié)水系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的,運(yùn)行成本較高,特別是新投運(yùn)機(jī)組,為使水汽品質(zhì)合格,不但頻繁切換粉末樹脂覆蓋過濾器,而且還得加大鍋爐排污,不利于節(jié)能降耗。

b)在環(huán)境溫度較低時(shí),2×600 MW間接空冷機(jī)組凝結(jié)水溫度較低,是適合一般高速混床精處理的,這就為增加高速混床提供了可能性。

表3 2008年1月—12月環(huán)境溫度和凝結(jié)水溫度等參數(shù)

由表3可以看出,1 a內(nèi)凝結(jié)水平均溫度小于50℃的月份有1月—4月和10月—12月,共7個(gè)月,使用一般高速混床很有潛力可挖。2×600 MW機(jī)組安裝時(shí)留有擴(kuò)建余地,為增加凝結(jié)水精處理裝置提供空間可行性。

4 增加高速混床系統(tǒng)的方案

在對(duì)原系統(tǒng)認(rèn)真研究、現(xiàn)存問題仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上,確保凝結(jié)水精處理系統(tǒng) “安全可靠,結(jié)構(gòu)合理”的原則下,大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司決定對(duì)原凝結(jié)水精處理系統(tǒng)進(jìn)行改造,最后采用在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,2臺(tái)機(jī)組各增加1套100%容量的高速混床,公用1套體外再生系統(tǒng)的改造方案,高速混床系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。

表4 高速混床系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)表

新增加的高速混床系統(tǒng)與原粉末樹脂過濾系統(tǒng)串聯(lián),改造后凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的流程圖見圖1。

圖1 改造后凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的流程圖

如圖1所示,凝結(jié)水精處理系統(tǒng)有2組旁路門,1組是粉末過濾器和高速混床的旁路門,即主旁路;另1組是高速混床的旁路門。主旁路包括電動(dòng)旁路門和手動(dòng)旁路門兩路,其中,電動(dòng)旁路門采用調(diào)節(jié)蝶閥,有3個(gè)擋位,即0～50%～100%;手動(dòng)旁路門是事故旁路,人為手動(dòng)開啟。高速混床旁路門只包括1個(gè)電動(dòng)蝶閥,為全開全關(guān)型。

正常運(yùn)行時(shí),粉末覆蓋過濾器2臺(tái)運(yùn)行 (過濾器中不鋪樹脂粉,粉末覆蓋過濾器濾元空隙為5μm,可起到過濾鐵銅氧化物及其他大顆粒懸浮物作用)1臺(tái)備用;高速混床2臺(tái)運(yùn)行無備用,兩組旁路門均保持關(guān)閉。當(dāng)1臺(tái)粉末過濾器因故停運(yùn)或反洗時(shí),主旁路蝶閥能自動(dòng)開啟至50%的位置,直至另1臺(tái)粉末過濾器投運(yùn)正常才關(guān)閉;當(dāng)3臺(tái)粉末過濾器全部停運(yùn)時(shí),主旁路蝶閥能自動(dòng)開啟至100%的位置。另外,當(dāng)精處理系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況(如出入口壓差超過設(shè)定值或總流量超過設(shè)定值)或凝結(jié)水溫度超過70℃時(shí),主旁路蝶閥均能自動(dòng)100%開啟,從而確保凝結(jié)水通暢,同時(shí),保護(hù)精處理設(shè)備和樹脂。高速混床旁路門在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)關(guān)閉,當(dāng)高速混床出現(xiàn)異常情況 (如出入口壓差超過設(shè)定值或總流量超過設(shè)定值)或凝結(jié)水溫度超過65℃時(shí),將會(huì)自動(dòng)全開,確保系統(tǒng)安全。

在凝結(jié)水精處理高速混床控制室內(nèi),安裝有2臺(tái)工控機(jī),用于系統(tǒng)的監(jiān)控和操作。高速混床的投停及再生均采用程序控制。高速混床控制系統(tǒng)與一期化學(xué)水處理控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),在水處理控制室實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速混床系統(tǒng)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。另外,高速混床系統(tǒng)還通過光纖與粉末樹脂覆蓋過濾器系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,以便系統(tǒng)切換和操作。

5 高速混床投運(yùn)后實(shí)際效果和運(yùn)行費(fèi)用

大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司增裝高速混床工程于2008年9月份開始施工,2008年12月份開始調(diào)試,8號(hào)機(jī)組于2009年 1月 15日投入正常運(yùn)行,隨后7號(hào)機(jī)組也投入正常運(yùn)行。

高速混床投運(yùn)后,凝結(jié)水水質(zhì)得到了很大提升,大大減少了機(jī)組正常運(yùn)行中的鍋爐排污量,有效降低了機(jī)組補(bǔ)水率,1月份8號(hào)機(jī)組補(bǔ)水率1.48%,比去年降低0.27%。另外,由于實(shí)際運(yùn)行中高速混床出水品質(zhì)優(yōu)良,單按水質(zhì)要求高速混床可以連續(xù)運(yùn)行55～60 d。為確保高速混床樹脂的處理能力和凝結(jié)水質(zhì),依據(jù)經(jīng)驗(yàn),規(guī)定按其周期處理水量來控制,一般運(yùn)行40～45 d再生一次。

高速混床運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 (按投運(yùn) 7個(gè)月/a、45 d/再生)。

a)高速混床再生一次所需除鹽水160 t,1 a除鹽水用量為160×5=800 t(5次再生/a),則合4.68×800=0.37萬元。

b)高速混床再生一次所酸堿各1.5 t,1 a所需酸堿用量各1.5×5=7.5 t,則合2 000×7.5+950×7.5=2.2萬元 (酸2 000元/t,堿950元/t)。

c)由于空冷機(jī)組凝結(jié)水溫度較高,高速混床樹脂失效比濕冷機(jī)組要快,按1 a補(bǔ)充10%樹脂來計(jì)算 (混床初裝陽樹脂36筒,陰樹脂 24筒(140 L/筒),費(fèi)用合計(jì)36萬元),1 a補(bǔ)充樹脂所需費(fèi)用為36×10%=3.6萬元。

d)高速混床精處理運(yùn)行1 a的費(fèi)用為0.37+2.2+3.6=6.17萬元,平均再生一次費(fèi)用為1.23萬元。

6 混床和粉末樹脂過濾器效果比較

粉末樹脂過濾器爆膜鋪膜一次5.88萬元。若按粉末樹脂過濾器1 a少運(yùn)行7個(gè)月,10 d爆膜鋪膜一次來計(jì)算,少爆膜鋪膜21次,減少費(fèi)用5.88×21=123.48萬元;而高速混床精處理運(yùn)行1 a的費(fèi)用為6.17萬元,可以算出,1臺(tái)機(jī)組1a由于投運(yùn)高速混床減少費(fèi)用123.48-6.17=117.31萬元,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。另外由于高速混床投運(yùn),汽水品質(zhì)提升,有效減少機(jī)組除鹽水用量。按1月—2月份8號(hào)機(jī)組補(bǔ)水率1.22%計(jì)算,月度減少除鹽水量約0.35萬t,1 a減少除鹽水量約0.35×7=2.45萬t,則合4.68×2.45=11.47萬元。這兩項(xiàng)1 a可節(jié)約128.8萬元,估計(jì)高速混床運(yùn)行6 a即可返回投資成本。

粉末樹脂過濾器運(yùn)行時(shí),給水、蒸汽氫導(dǎo)合格率達(dá)不到100%;但高速混床投運(yùn)后,不但給水、蒸汽氫導(dǎo)合格率全部達(dá)100%,其他汽水品質(zhì)也都達(dá)到了優(yōu)秀,有效減緩了熱力設(shè)備的腐蝕,在一定程度上延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命;因機(jī)組排污量大大減少,提高了機(jī)組的熱效率,降低了供電煤耗,積極響應(yīng)國(guó)家提出 “節(jié)能減排”號(hào)召。

7 結(jié)論和建議

a)高速混床精處理系統(tǒng)在凝結(jié)水溫度合適的條件下,可以在空冷機(jī)組上應(yīng)用。

b)空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)凝結(jié)水溫度,選用樹脂粉末過濾器加高速混床系統(tǒng)。

600MW Air-cooling Unit CondensateWater Treatment Transformation

FAN Huan-xia
(Datang Yangcheng Power Generation Co.,Ltd,Jincheng,Shanxi 048102,China)

Take the transformation o f 2×600 MWindirectair-coo ling units condensatew ater treatment as an exam ple,the technologies of pow der resin covering filer and high-speedm ixed bed were analyzed.Comparisons beforeand after the transformation are done in terms of their operation situations and econom ic benefits,which confirms the successfulapplication of highspeed m ixed bed condensate water treatment technology on air-coo ling units.

condensate water;powder resin covering filer;high-speedm ixed bed;transformation

TM 621.8

B

1671-0320(2010)05-0056-03

2010-05-10,

2010-07-14

范煥霞 (1973-),女,山西萬榮人,1995年畢業(yè)于太原電力高等?？茖W(xué)校熱能動(dòng)力專業(yè),工程師,從事發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行維護(hù)管理工作。