凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置在直接空冷機(jī)組中的應(yīng)用

曹 超，周紅梅，張 鵬

（華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 西安分公司，西安710065）

直接空冷技術(shù)是目前北方缺水地區(qū)發(fā)展火電機(jī)組的首選，但由于其受外界環(huán)境影響比較明顯，機(jī)組凝汽器壓力變化比較大，所以造成機(jī)組凝結(jié)水溶氧偏高，如果長時(shí)間運(yùn)行不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還造成設(shè)備管道腐蝕，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。目前，針對直接空冷機(jī)組凝結(jié)水溶氧偏高的問題，很多電廠都采用在空冷凝結(jié)水回水管道上加裝除氧噴頭，對空冷凝結(jié)水回水進(jìn)行霧化處理，可以有效分離水中溶解的氧氣［1］，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。但是采用除氧噴頭，在機(jī)組啟動(dòng)（尤其是新建機(jī)組首次啟動(dòng)）過程中，如果空冷系統(tǒng)沖洗不徹底，安裝中產(chǎn)生的渣屑以及長時(shí)間停機(jī)產(chǎn)生的鐵銹、鐵屑等雜物會(huì)引起凝結(jié)水除氧噴頭的堵塞，不僅因空冷凝結(jié)水回水不暢造成機(jī)組負(fù)荷受限，而且冬季遇到寒冷天氣極易造成空冷島結(jié)冰現(xiàn)象［2］，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全。

1 凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置的作用

凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置原理圖見圖1。

圖1 凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置原理圖

凝結(jié)水回水除氧噴頭出現(xiàn)堵塞時(shí)，通過安裝在凝結(jié)水回水管道上的壓力測控儀表自動(dòng)判斷，并及時(shí)進(jìn)行管路切換，將凝結(jié)水回水切換至旁路直通管道，從而避免機(jī)組升負(fù)荷受限，并可在冬季有效地防止空冷島結(jié)冰事故的發(fā)生。

2 在直接空冷機(jī)組中的應(yīng)用

凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置包括回水壓力測控儀表、回水旁路管道及旁路閥等設(shè)備。

2．1 回水旁路管道

回水旁路管道管徑要求與回水主管道相同，在凝結(jié)水回水管道進(jìn)入排汽裝置前引出，直通排汽裝置倒流板以下；進(jìn)入排汽裝置后為同管徑的彎頭，管口向下，用以改變回水水流的方向，避免對排汽裝置內(nèi)其他管件造成沖刷。當(dāng)凝結(jié)水回水除氧噴頭工作正常時(shí)，該管道處于關(guān)斷狀態(tài)。

2．2 旁路閥

旁路閥安裝在旁路管道上，設(shè)計(jì)為全開、全關(guān)式90°轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)蝶閥，以便快速地動(dòng)作，從而最大限度地減小對機(jī)組負(fù)荷的擾動(dòng)。當(dāng)凝結(jié)水回水除氧噴頭工作正常時(shí)，該旁路閥處于關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入空冷島冷卻后的凝結(jié)水經(jīng)過主管道進(jìn)入排汽裝置，再經(jīng)過除氧噴頭霧化后除氧；當(dāng)除氧噴頭堵塞、工作異常時(shí)，旁路閥迅速打開，將凝結(jié)水回水切換到旁路管道。

2．3 回水壓力測控儀表

凝結(jié)水回水壓力測控儀表包括3個(gè)壓力開關(guān)和1塊就地壓力表，分別安裝于凝結(jié)水在進(jìn)入排汽裝置前最低的水平主管道上，并要求取樣管分別引出。3個(gè)壓力開關(guān)接線均為常開式接線，其壓力設(shè)定值根據(jù)空冷凝結(jié)水回水高度以及當(dāng)?shù)卮髿鈮簛泶_定。如當(dāng)?shù)卮髿鈮毫閜（kPa），凝結(jié)水正?；厮叨葹閔0（m），那么回水壓力開關(guān)的設(shè)定值就為0．1 h0p。當(dāng)除氧噴頭工作正常時(shí)，回水管道內(nèi)的壓力＜0．1 h0p，則3個(gè)壓力開關(guān)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)；當(dāng)除氧噴頭工作異常時(shí)，回水管道內(nèi)的水位高度會(huì)不斷上升，所產(chǎn)生的靜壓會(huì)逐漸增大，當(dāng)凝結(jié)水回水壓力＞0．1 h0p時(shí)，則壓力開關(guān)閉合并發(fā)出報(bào)警信號；同時(shí)，當(dāng)3個(gè)壓力開關(guān)中的任意2個(gè)開關(guān)閉合（三取二邏輯）發(fā)出報(bào)警時(shí)，則聯(lián)動(dòng)打開旁路閥，及時(shí)地將凝結(jié)水切換到回水旁路管道，直通進(jìn)入排汽裝置，從而有效防止由于凝結(jié)水回水不暢、水位過高而引起空冷島工作異常、機(jī)組非正常停機(jī)事故。就地壓力表可以在回水壓力開關(guān)故障時(shí)，人為監(jiān)視凝結(jié)水的回水情況。

3 工作過程

凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置控制原理圖見圖2。

圖2 凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置控制原理圖

3．1 除氧噴頭工作正常

除氧噴頭工作正常時(shí)，壓力開關(guān)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)旁路閥處于關(guān)閉狀態(tài)，凝結(jié)水回水通過主管道進(jìn)入排汽裝置，經(jīng)過除氧噴頭霧化后析出溶解于水中的氧氣。這些氧氣然后被真空泵抽出，達(dá)到了除氧的目的。

3．2 除氧噴頭工作異常

當(dāng)除氧噴頭出現(xiàn)堵塞時(shí)，進(jìn)入空冷島的蒸汽被冷卻凝結(jié)成水后，不能及時(shí)地被排入排汽裝置，造成回水管道內(nèi)的水位不斷上升，當(dāng)回水管道內(nèi)水壓大于壓力開關(guān)的動(dòng)作設(shè)定值時(shí)，則壓力開關(guān)閉合，發(fā)出報(bào)警信號；同時(shí)3個(gè)壓力開關(guān)經(jīng)過“三取二”的邏輯判斷后，其信號送至旁路閥，聯(lián)鎖打開旁路閥，將凝結(jié)水自動(dòng)切換到旁路管道直接排入排汽裝置，及時(shí)降低凝結(jié)水回水管道內(nèi)的水位，防止空冷島真空惡化，并有效地避免機(jī)組的非正常停機(jī)。

4 結(jié)語

凝結(jié)水回水自動(dòng)切換裝置對凝結(jié)水除氧噴頭的工作異常能快速判斷并自動(dòng)進(jìn)行回水通道的切換，有效地避免機(jī)組非正常停機(jī)，保證機(jī)組的安全運(yùn)行，尤其是在冬季北方寒冷地區(qū)，還能夠有效防止機(jī)組空冷島結(jié)冰事故的發(fā)生。目前這一裝置已經(jīng)在國電大同2臺660MW超臨界直接空冷機(jī)組中得到應(yīng)用。

［1］朱大宏，雷平和．600MW直接空冷機(jī)組降低凝結(jié)水溶氧的措施［J］．山西電力，2008（3）：36－38．

［2］孫立國，田亞釗，孫康明．600MW直接空冷機(jī)組的防凍及解凍［J］．電力設(shè)備，2007，8（5）：20－23．