凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路設(shè)置與優(yōu)化

吳 宇，沈繼軍

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路設(shè)置與優(yōu)化

吳 宇，沈繼軍

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

分析火電機(jī)組凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)設(shè)置的現(xiàn)狀與精處理系統(tǒng)旁路存在的問題，指出了常規(guī)系統(tǒng)改造思路存在的弊端，并提出了比較合理的優(yōu)化方案，為避免今后精處理系統(tǒng)出現(xiàn)類似事故，確保正確設(shè)置旁路系統(tǒng)，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)；旁路；優(yōu)化

隨著電力技術(shù)和電力工業(yè)的不斷發(fā)展，我國發(fā)電機(jī)組不斷地向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，因此鍋爐對給水品質(zhì)的要求也越來越高。近年來隨著各發(fā)電集團(tuán)公司裝機(jī)容量的提升，600 MW機(jī)組已成為支撐電網(wǎng)的主力機(jī)型。為保證機(jī)組安全運(yùn)行，我國在亞臨界及以上參數(shù)的機(jī)組基本采用凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，無論是汽包爐還是直流爐，作為改善和保證凝結(jié)水水質(zhì)的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)都是必備的。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對保證機(jī)組水汽品質(zhì)，減緩熱力系統(tǒng)腐蝕及沉積趨勢，提高機(jī)組熱效率，縮短機(jī)組啟動時間，節(jié)約能耗和經(jīng)濟(jì)成本，提高機(jī)組凝汽器泄漏的保護(hù)能力等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)作為凝結(jié)水精處理的保護(hù)性措施，其作用一是作為凝結(jié)水精處理系統(tǒng)投運(yùn)和退出的轉(zhuǎn)換機(jī)關(guān)，二是凝結(jié)水系統(tǒng)出現(xiàn)異常時作為保證機(jī)組除氧器供水的重要手段，因此旁路系統(tǒng)的設(shè)置對于保證機(jī)組的正常運(yùn)行起著重要的作用。

1 凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)的設(shè)置方式

對于凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)的設(shè)置方式，除裝設(shè)汽包爐的空冷機(jī)組外，國內(nèi)機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)一般都包括前置過濾器系統(tǒng)和高速混床系統(tǒng)2部分。前置過濾器系統(tǒng)主要用于除去凝結(jié)水中懸浮物、膠體、腐蝕產(chǎn)物和油類等物質(zhì)，以延長樹脂運(yùn)行周期和使用壽命；高速混床系統(tǒng)主要除去水中的鹽類物質(zhì)，另外還可以除去前置過濾器漏出的懸浮物和膠體等雜質(zhì)。

目前凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)設(shè)置方式有2種：過濾器和高速混床系統(tǒng)分別設(shè)置單獨(dú)的旁路，在異常情況下自動打開旁路裝置，保證機(jī)組的安全運(yùn)行；除過濾器和高速混床均單獨(dú)設(shè)置單獨(dú)旁路外，還設(shè)置總的大旁路，由程控系統(tǒng)或現(xiàn)場人員開啟，以備緊急情況的果斷處置，該類精處理旁路系統(tǒng)如圖1所示。

2 凝結(jié)水精處理旁路系統(tǒng)的控制方式

2.1 前置過濾器旁路的控制方式

以設(shè)置2臺過濾器，不設(shè)備用的機(jī)組為例，正常運(yùn)行時，每臺機(jī)精處理2臺前置過濾器運(yùn)行，無備用，當(dāng)1臺前置過濾器失效時，退出運(yùn)行進(jìn)入反洗程序。

圖1 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路示意圖

當(dāng)前置過濾器系統(tǒng)旁路壓差大于0.15 MPa時，旁路閥打開，使100%凝結(jié)水通過旁路系統(tǒng)；前置過濾器進(jìn)出口壓差大于0.04 MPa時，旁路閥打開，使50%凝結(jié)水通過旁路系統(tǒng)，另外50%凝結(jié)水流量通過沒有失效的前置過濾器，失效前置過濾器進(jìn)行反洗操作。前置過濾器旁路控制情況如表1所示。

表1 前置過濾器旁路控制情況

2.2 高速混床旁路的控制方式

以設(shè)置3臺高速混床，2用1備的機(jī)組為例，當(dāng)1臺混床失效時，投運(yùn)另1臺混床并經(jīng)再循環(huán)泵循環(huán)正洗至混床出水合格后投入運(yùn)行，失效混床進(jìn)入再生程序。高速混床旁路控制情況如表2所示。

表2 高速混床旁路控制情況

凝結(jié)水混床系統(tǒng)進(jìn)、出口壓差大于0.35 MPa時，旁路閥自動100%打開，并關(guān)閉每個混床的進(jìn)出水門，凝結(jié)水100%通過旁路系統(tǒng)，保護(hù)樹脂和混床不受損壞。

2.3 混床大旁路的控制方式

大旁路在集控室DCS畫面和精處理控制室都具有操作權(quán)，出現(xiàn)緊急情況時，集控室人員可以打開大旁路。整個凝結(jié)水經(jīng)處理系統(tǒng)進(jìn)出口壓差大于0.55 MPa時，凝結(jié)水進(jìn)口母管水溫超過50℃時，旁路閥自動100%打開，并關(guān)閉每個前置過濾器進(jìn)出水門，凝結(jié)水100%通過旁路系統(tǒng)，保護(hù)前置過濾器和濾元不受損壞。

3 目前凝結(jié)水精處理與旁路設(shè)置存在的問題

3.1 是否設(shè)置大旁路

目前設(shè)置大旁路的機(jī)組一般都是老電廠改擴(kuò)建的新機(jī)組中設(shè)置較多，原因之一是老廠運(yùn)行人員在長期實(shí)踐中認(rèn)為，兩級旁路在出現(xiàn)緊急事故時操作比較麻煩，有可能因?yàn)椴僮鲿r間較長造成意外停機(jī)，第二個原因是可以把大旁路的控制權(quán)同時交給集控室值班人員，在發(fā)生因?yàn)槟Y(jié)水精處理故障時迅速打開大旁路，集控室值班人員能夠更好地控制除氧器的水位。

3.2 大旁路的控制方式設(shè)置要合理

大旁路在運(yùn)行時要設(shè)置成手動優(yōu)先的控制方式，無論是在手動狀態(tài)還是在程控狀態(tài)，隨時可以手動調(diào)整大旁路的開度，其次大旁路自動打開的條件要合適，如果前置過濾器設(shè)置壓差動作值為0.15 MPa，混床系統(tǒng)設(shè)置為0.35 MPa，那么大旁路的動作值設(shè)置至少為0.55 MPa較為合適，否則可能由于在設(shè)備切換時造成大旁路頻繁動作。在某600 MW超臨界機(jī)組的精處理投運(yùn)過程中，由于大旁路設(shè)置壓差值不合適，頻繁造成大旁路動作，困擾很長時間后發(fā)現(xiàn)是由于大旁路壓差設(shè)置動作值較低造成的。

3.3 凝結(jié)水精處理樹脂倒灌進(jìn)凝汽器熱井的問題

近幾年隨著精處理系統(tǒng)的普及，精處理高速混床樹脂倒灌進(jìn)凝泵的事故逐漸增多。目前一般采取的手段為在凝結(jié)水精處理入口加裝逆止門，加上凝泵出口本身的逆止門，用兩道門作為屏障防止凝結(jié)水泵停止時造成的凝結(jié)水倒灌問題。但如果逆止門動作稍慢，有可能將逆止門處沾染樹脂，造成逆止門不嚴(yán)。要想徹底解決這個問題還要從凝結(jié)水精處理控制包括旁路的設(shè)置上入手，倒流主要是由于凝泵停止時凝結(jié)水倒流造成沖擊，使得高速混床水流方向倒轉(zhuǎn)，樹脂從混床頂部浮出。

一般的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)保護(hù)措施主要是針對超壓的情況進(jìn)行處理，即進(jìn)出口差壓大于0.35 MPa打開高速混床旁路閥門退出混床，但對于壓力低的情況（即凝泵事故停止）的狀況一般很少考慮。

未設(shè)置壓力低的保護(hù)存在以下2種危害：一是凝泵停止時可能會造成混床樹脂倒流溢出至凝泵和熱井；二是如果運(yùn)行人員監(jiān)測不到位，如果混床閥門處于運(yùn)行狀態(tài)下，凝泵短時間停止后又重新啟動，高速混床在沒經(jīng)過升壓過程下直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，會對高速混床的上部配水裝置和下部的水帽造成很大沖擊，長時間這樣操作會損害混床內(nèi)部的配水裝置，從而造成混床偏流和露樹脂的情況發(fā)生，大大增加了混床運(yùn)行的不穩(wěn)定因素。

對于工頻凝泵判斷凝泵的停止是很容易的，對于變頻凝泵要考查一下最低頻率下凝泵出口的壓力，對于300 MW以上機(jī)組的凝泵變頻器最低頻率下凝泵出口壓力一般為1 MPa左右，所以只要針對凝泵出口壓力與混床的旁路和大旁路做一個聯(lián)鎖就可以。如當(dāng)凝泵出口壓力降至0.8 MPa時，混床旁路大開，混床啟動退出程序，這樣就可以最大程度防止樹脂翻床、倒進(jìn)凝泵的情況發(fā)生。

4 結(jié)束語

為保證機(jī)爐汽水品質(zhì)，目前火電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行要求都是100%處理，不間斷投入運(yùn)行，因此作為保證熱力系統(tǒng)水質(zhì)的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)與機(jī)爐系統(tǒng)一樣必須保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。正確設(shè)置凝結(jié)水系統(tǒng)旁路，可以保證機(jī)組的正常運(yùn)行和減少意外停機(jī)的可能，更為重要的是，它也是解決目前廣泛存在的精處理樹脂倒灌進(jìn)熱水井的重要手段之一，對于空間位置允許的條件下，建議增設(shè)大旁路系統(tǒng)。

［1］ DL／T 5000—2000，火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ DL／T 561—95，火力發(fā)電廠水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則［S］.

［3］ GB／T 12145—2008，火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)［S］.

［4］ 孫立忠，劉建民.凝結(jié)水精處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（3）：31－34.

［5］ 王永生，武 哲，秦 峰.凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計［J］.東北電力技術(shù)，2009，30（12）：12－15.

Setting and Optimization of Bypass System in Condensate Polishing

WU Yu，SHEN Ji?jun
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In view to the setting of bypass system in condensate polishing in thermal power units，and problems in bypass system in condensate polishing，this article points out the drawbacks in conventional system transformation，morks out more reasonable optimiza?tion program.And also it provides reference experience to avoid future similar incidents in condensate polishing，ensuring the correct settings for bypass system，and safe and stable operation of the units.

Condensate polishing treatment system；Bypass；Optimization

TM621.8

A

1004－7913（2015）02－0023－03

吳 宇（1979—），男，碩士，工程師，主要從事電力用油運(yùn)行監(jiān)督管理工作。

2014－11－26）