對火電廠補水系統改造技術方案的探討

摘要：等效焓降法是近幾年來發展起來的一門熱工理論，是電力部推廣的重點節能措施，作為一種新的熱力系統計算分析方法，在熱力系統局部變化定量分析中它簡捷、方便、準確。是熱力系統優化、節能改造的理論依據，對挖掘節能潛力，搞好節能技術改造有著著重意義。汽輪發電機組進行熱力系統分析，依據分析的結果，在冷凝器中增設一套裝置，把化學補水打入凝汽器中，使排出的氣體迅速冷卻，從而提高真空和發電廠的回熱經濟性、同時降低給水中的含量和排汽溫度暨、火電廠化學補水系統和節能改造技術。

關鍵詞：火力；補水；節能；改造

隨著市場經濟的發展的需要，我國電力行業一日千里，市場競爭日趨激烈，因此各行各業都從自身挖掘潛力，進行多方面節能改造，以便增強市場競爭能力，余熱回收利用裝置是我公司開發的一種新型節能設備，它廣泛應用與除氧器排汽，連定排排汽回收余熱之用，我們公司將以高質量的產品，誠實的信譽，及時的服務與廣大用戶合作，為電力、化工等行業的技術革新作出最大的貢獻。等效焓降法是近幾年來發展起來的一門熱工理論，是電力部推廣的重點措施。作為一種新的熱力系統計算分析方法，在熱力系統局部變化的定量分析中它簡捷、方便、準確。是熱力系統優化、節能改造的理論依據，對挖掘節能潛力，搞好節能技術改造有著重要意義。為此，在推廣焓降法的同時，我們對部份電廠的代表性的汽輪發電機組進行了熱力系統分析，依據分析的結果，制定了的關方案，推出了“火力發電廠化學補水方式和系統的節能改進”技術，并配套生產出產品供應用戶使用。

一、工作原理

機組循環冷卻水系統采用雙曲線自然通風冷卻塔，循環冷卻水主要用于凝汽器冷卻用水、工業冷卻用水。工業冷卻水全部閉式循環，冷卻后排人循環水出口母管進入冷卻塔重復利用。循環冷卻水處理原設計為三聚膦酸鈉+硫酸處理，加液氯殺生，pH控制為7.2～7.8，膦(P04)含量(3～5)×106。后因水處理技術的發展及實際運行的需要，改用有機膦進行水質穩定處理，濃縮倍率略有提高， pH值控制在<9，膦含量控制在2mg/l左右，殺生方式改為投加次氯酸鈉、季胺鹽、戍二醛等氧化性和還原性殺生劑，每月定期投加一次。冷卻塔排污水主要用于沖灰水，有少量溢流排污水通過下水道直排涪江，灰渣水系統用水原設計為循環冷卻水系統排污水，后增建灰水閉式循環回收系統，三灰場回水也用于沖灰。除灰渣水經高壓沖渣水泵和低壓除灰水泵升壓后用于除灰、除渣，灰漿通過串聯排漿泵輸送至灰場，灰漿泵流量可通過液耦調節。沖灰水灰水比設計為1:4.75。由于原設計空氣斜槽集灰+水力混合器制漿一直不能正常運行，在機組投產后不久即改為國內廣泛使用的箱式沖灰器，解決了除灰系統的安全運行問題，但用水量隨之增加，使目前的灰漿水灰比達到6.1～8.5左右，高于原設計值。在實際運行中，由于切換井回流擋板高度不夠，造成回水量偏小；鍋爐補水處理系統為一級除鹽加混床系統，改造后的補水系統及裝置是通過在凝汽器內增設一套專利裝置(專利號：92230052.6)，采用接觸換熱方式冷卻排汽。當化學補水打入凝汽器喉部后，經過霧化，強化了排汽的冷卻效果。這樣既回收了部分冷源損失，又提高了真空。化學補水再由凝汽器流經低壓加熱器，改善了機組的回熱效果，提高了火電廠的熱經濟性。

二、改進后的補水系統及其裝置的特點

1 在冷凝器內增設一套專利裝置，采用接觸換熱方式冷卻排汽，使排汽得到迅速冷卻，從而提高了真空；

2 化學補水由冷凝器流經低壓加熱器，改善了機組的回熱效果，提高了火電廠的熱經濟性；

3 對母管制補水系統的火電廠，可提供補水在各機組間的最佳分配方案；

4 投資少，見效快，改裝簡單方便，

5 經濟效益顯著，尤其對補水量大的熱電廠，效果更為明顯，

6 本裝置利用真空除氧原理解決了補充水在冷凝器內的除氧問題。借助補水系統的改造，還可消除因除氧器除氧能力不足導致的給水含氧量超標現象，從而減輕了設備腐蝕。

7 本裝置安裝方便，運行過程中無需維護。

三、經濟效益分析：

1 合理利用排氣余熱

火電廠生產過程總是存在著數量不等、無法控制的熱損失。在這些損失中，以冷源損失為最大。火電廠原傳統的補水方式，是讓補水先進入低壓除氧器，再經中繼水泵打入高壓除氧器而匯入熱力系統，這種方式有明顯弊端，首先是經濟性差，同時也存在溶解氧超標的問題。改進后的補水系統及裝置，是將溫度低的補水以霧化的方式直接噴人凝汽器喉部，使其大量吸收汽輪機喉部乏汽余熱，能夠起到冷卻排氣的作用。

2 回熱系統經濟性提高：

電廠鍋爐、汽輪機，電氣、熱控、水處理等熱電行業技術免費交流平臺傳統的補水方式主要是利用高壓除氧器的抽汽來加熱補充水。而補水方式改為從凝汽器進入，首先在凝汽器中加熱升溫，然后流經軸封加熱器、抽氣器、再經一級或多級低壓加熱器后到達高壓除氧器。在這一過程中，補水充分吸收了一定量的低品位熱能，節約了高品位熱能。一方面增加了高品位蒸汽在汽輪機中的做功，另一方面減少了汽輪機的冷源損失。

3 補水溫度與排汽溫度溫差越大，節能效果越明顯。

四、補水系統改造方案和有關參數的確定

為了獲取更好的經濟效益，在制定改造方案時，應注意以下事項：

(1)補水系統實施方案的選擇。

要根據現場系統特點，選定系統補水的來源，是單元補水，還是從母管中補水等，然后決定補人凝汽器喉部的位置和空間尺寸。補水量的確定。補水凝汽器的水量受到以下主要因數的制約，即受到凝結水泵、主抽汽器、軸封冷卻器、低壓加熱器通流能力的限制，補入凝汽器的水量過大時，凝結水泵不能及時將凝汽器中的水抽走，將會導致滿水，影響機組安全運行。因此，補水凝汽器中的水量不能超過凝結水泵出力與凝結水量的差值。解決上述問題，也可投一臺小型凝結水泵。

(2)主抽汽器、軸封冷卻器均有一額定的通流量，其除氧能力是確定的，若補水量過大，它將無法將補充水中的含氧量降到要求值以下，造成凝結永含氧量超標，從而腐蝕凝結水管道。再者，在運動中，補水量還應與機組所接帶的負荷匹配。

(3)補水系統改進的措施和有關方式的介紹：

a 只要將補水補入凝汽器，就可得到較好的回熱效益。

b 為了達到在凝汽器內能良好吸收排汽熱量以改善汽輪機真空的目的，補充水進入凝汽器的方式與位置需滿足熱力除氧要求，那么水的補入方式很關鍵。

我們通過取證、分析，確定了水的補入狀態應霧化從喉部補入，最好能形成一個“霧化帶”。通過選擇，我們自行設計制造出一種“機械霧化噴咀”，使用此噴咀強化了補充水與排汽間的換熱，使補充水易達到飽和，為氣體從水滴中流出擴散出來，創造了條件，同時，又防止出現補水沿著凝汽器內壁流動的現象。

綜上所述，要根據凝汽器喉部的尺寸，確定凝汽器內“補水裝置”的管道布置方式和位置，然后再確定噴咀的最佳位置。以上兩項確定后，再將噴咀的噴射角定成一個常數。同時要考慮噴咀防止松動及“補水裝置”在凝汽器內支承。