1000MW超超臨界鍋爐疏水擴容器節(jié)能改造探究

宋杰 王許

摘 要：針對華電某電廠超超臨界機組疏水擴容器節(jié)能節(jié)水的預(yù)期目標，提出將開放式大氣式疏水擴容器改造為封閉式，擴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)、安全運行、降低機組補水和減小疏水損失的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：超超臨界機組；疏水擴容器；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，我國全口徑發(fā)電裝機容量為14.6億千瓦，其中火電裝機10.1億千瓦，占全部裝機容量的66.9%[1]。超超臨界鍋爐機組在啟動和運行過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間制水緊張，增加運行成本，同時過多的淡水消耗還將被征收水資源費用[2]。國內(nèi)超臨界鍋爐啟動疏水擴容器的疏水只有少部分經(jīng)擴容凝結(jié)成水回收至凝汽器，大部分擴容蒸汽通過排汽管直接與大氣聯(lián)通外排，蒸汽損失量較大。以1000MW超超臨界機組平均補水460t/d、年平均發(fā)電利用小時數(shù)5500h計算，每年淡水消耗超過11.5萬噸。

2 疏水擴容器改造目的

超臨界、超超臨界鍋爐設(shè)置鍋爐啟動疏水擴容器及水箱來回收鍋爐啟動工況下的鍋爐疏水，本文對疏水擴容器排汽工質(zhì)回收的節(jié)能節(jié)水技術(shù)進行探究。一方面降低鍋爐啟動和運行疏水損失和機組補水量，減少疏水泵運行時間，節(jié)約電耗，此外可以避免凝汽器背包式疏水擴容器超溫超壓，減小管道的振動和噪音。

3 設(shè)備概況

華電集團某電廠一期工程2×1000MW超超臨界機組，其鍋爐為東方鍋爐有限公司設(shè)計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；其汽輪機島由東方汽輪機有限公司設(shè)計與制造的單軸四缸四排汽型汽輪機，從機頭到機尾依次串聯(lián)，一個單流高壓缸、一個雙流中壓缸及兩個雙流低壓缸。

4 疏水擴容器改造方案

鍋爐側(cè)輸送至疏水擴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，針對擴容器排汽逃逸量較大、排汽能量損失的問題，疏水擴容器改造方案如圖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擴容器后進行擴容，變?yōu)閿U容蒸汽和擴容疏水。大氣式疏水擴容器由傳統(tǒng)意義上的開放式（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，而是在鍋爐疏水擴容器的向空排汽管上增加一路蒸汽回收管路系統(tǒng)，將擴容蒸汽直接引入高低壓凝汽器的高壓端汽側(cè)。

疏水擴容器中的擴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)備在極端工況下運行的安全性，同時保證疏水擴容器在正常運行工況下的密封性，并對擴容蒸汽和擴容疏水的熱力參數(shù)進行調(diào)節(jié)，在疏水擴容器的向空排汽管上增加一個安全閥。在極端運行工況下，當擴容器內(nèi)蒸汽壓力超過設(shè)計值，安全閥打開，保證擴容器的安全運行。

5 疏水擴容器改造預(yù)期問題及難點

（1）本文從疏水擴容系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水的角度對疏水系統(tǒng)進行改造，為了保證排汽系統(tǒng)的安全運行，防止危急情況發(fā)生超壓，需對設(shè)備的選型進行深入了解以及對管路強度進行校核計算，獲得適合本方案的最經(jīng)濟排汽管尺寸及安全閥尺寸，同時根據(jù)該電廠現(xiàn)場設(shè)備情況，合理布置排汽管道走向以及疏水擴容器本體安全閥的位置；

（2）傳統(tǒng)大氣式疏水擴容器運行壓力高于大氣壓力，其運行壓力為內(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 疏水擴容器改造方案預(yù)期目標

本文針對1000MW超超臨界機組利用疏水擴容系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計及運行，實現(xiàn)超超臨界鍋爐疏水擴容器蒸汽的回收利用，預(yù)計補水可以降低至150t/h以下；按每天每臺機節(jié)約補水200t/h，每噸水按10元計算，每臺機組年經(jīng)濟效益50萬元，以項目投資95萬元計算，約2年實現(xiàn)投資回收。

7 結(jié)束語

通過對1000MW超超臨界鍋爐疏水擴容器改造進行探究，位該電廠疏水系統(tǒng)的改造提供有效的解決方案。將開放式的大氣式疏水擴容器改造為封閉式，擴容蒸汽引入凝汽器的高壓端汽側(cè)的解決方案，進而降低機組補水以及啟動、運行的疏水損失，具有節(jié)約水源、運行安全可靠、系統(tǒng)簡單等優(yōu)點，值得在其他超超臨界機組推廣。

參考文獻：

[1]中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2015[M].中國市場出版社.

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