鍋爐9.8 MPa高壓蒸汽品質(zhì)在線檢測方案

趙雨春

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200)

引 言

熱電裝置所用燃料煤來自余吾煤，采用帶式輸送機(jī)送至熱電裝置鍋爐爐前原煤倉供鍋爐燃用。原煤倉內(nèi)原煤落入中速磨煤機(jī)磨制成粉，噴入爐膛燃燒，煤粉在鍋爐內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)脫硝裝置脫硝、布袋除塵器除塵、脫硫設(shè)施脫硫后，通過210 m高的煙囪排放。

熱電裝置為山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))一體化項目的企業(yè)自備熱電站，主要目的為滿足工藝裝置各單元的用熱需求，同時，消耗工藝裝置副產(chǎn)的各類次高、中、低壓蒸汽；在滿足工藝裝置用汽、產(chǎn)汽需求的前提下，通過熱電聯(lián)產(chǎn)來部分滿足工藝裝置的用電需求，減少裝置外購電量。熱電裝置4臺鍋爐所產(chǎn)高壓蒸汽主要供應(yīng)項目空分裝置的驅(qū)動透平用汽，剩余蒸汽供應(yīng)至熱電裝置設(shè)置的1臺B15機(jī)組。

各工藝裝置副產(chǎn)的次高壓、中壓蒸汽量偏大，工藝裝置自身無法全部消耗，同時，裝置低低壓蒸汽負(fù)荷需求量也偏大，裝置自身產(chǎn)汽無法滿足要求，故根據(jù)裝置產(chǎn)汽情況以及需求情況，熱電裝置設(shè)置有2臺次高壓25 MW余熱利用抽汽機(jī)組和2臺中壓25 MW余熱利用抽汽機(jī)組。裝置富裕的次高壓、中壓蒸汽通過4臺抽汽機(jī)組發(fā)電消耗，同時，4臺機(jī)組均設(shè)置有低低壓蒸汽抽汽口，通過汽輪機(jī)抽汽來滿足裝置低低壓蒸汽負(fù)荷的需求。4臺余熱汽輪發(fā)電機(jī)組的可調(diào)抽汽主要用于熱電裝置中壓除氧器加熱以及滿足低低壓蒸汽管網(wǎng)需求。針對現(xiàn)有設(shè)施高壓蒸汽品質(zhì)取樣位置與信號提供的問題，為檢測進(jìn)入空分裝置汽輪機(jī)的蒸汽品質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，在2根高壓蒸汽母管上增加蒸汽品質(zhì)取樣與分析設(shè)備。制定出9.8 MPa(g)蒸汽品質(zhì)檢測方法，并進(jìn)行可行性方案對比。

1 方案闡述

1) 9.8 MPa(g)蒸汽品質(zhì)檢測內(nèi)容

根據(jù)空分裝置要求，需在供給空分裝置的2根總管上增加蒸汽品質(zhì)取樣與分析設(shè)備，檢測內(nèi)容包括蒸汽中的SiO2及電導(dǎo)率。每根蒸汽管線上需增加1套SiO2分析儀，1套電導(dǎo)率分析儀，2根蒸汽管線，共需增設(shè)2套SiO2分析儀，2套電導(dǎo)率分析儀。根據(jù)火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB12145-2006)要求檢查指標(biāo)如第44頁表1。

2) 檢測設(shè)備

除增加SiO2分析儀及電導(dǎo)率分析儀以外，還需考慮配套設(shè)施。整個檢測系統(tǒng)中包括標(biāo)準(zhǔn)取樣探頭、箱體式結(jié)構(gòu)、分析儀安裝、單流路樣品處理系統(tǒng)、帶快速回路、三級冷卻及壓力流量顯示單元等系統(tǒng)。為保證檢測結(jié)果不受外界環(huán)境的干擾以及對檢測儀表系統(tǒng)元器件的保護(hù)，檢測儀器需設(shè)置在獨(dú)立的分析

表1 檢測指標(biāo)

室內(nèi)。分析室尺寸約為3 m(長)×3 m(寬)×3.5(高)，其配套設(shè)施如門、窗、GDS(可燃有毒氣體檢測)、HVAC(通風(fēng)系統(tǒng))、接地系統(tǒng)、配套公用工程等。

3) 檢測系統(tǒng)設(shè)置方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，蒸汽母管已經(jīng)水壓試驗完成，且現(xiàn)階段正在進(jìn)行蒸汽吹掃，蒸汽母管上無法對取樣檢測重新開孔。本方案利用靠近空分裝置柱536至柱537之間的調(diào)節(jié)閥壓力控制取壓點(diǎn)作為蒸汽檢測取樣口，對原有系統(tǒng)進(jìn)行改造，由只取壓更改為取壓和取樣兩路。除修改原系統(tǒng)以外，新增的檢測儀器系統(tǒng)還需增加配套公用工程內(nèi)容。檢測內(nèi)容為三級冷卻系統(tǒng)，需配備冷脫鹽水作為冷卻水，同時，需考慮取樣凝液管及安全排放管外排位置。圖1為分析儀表系統(tǒng)流程圖。

圖1 分析儀表系統(tǒng)流程圖

4) 分析室放置位置分析儀表盡可能地靠近取樣點(diǎn)放置，且需考慮遠(yuǎn)離危險泄漏點(diǎn)，放置地?zé)o地下管線。初步選擇放置在柱536至柱537管廊東側(cè)。考慮到現(xiàn)階段地下工程已經(jīng)完畢，且分析室排液為蒸汽冷凝液，不再增加專為分析室排液用地漏，系統(tǒng)排液管可就近排入附近的雨水系統(tǒng)。

5) 信息傳輸

分析儀表為在線監(jiān)測，結(jié)果信息參數(shù)可接入空分的機(jī)柜間，再通過光纖的方式最終送至CCR。

2 亟需考慮的問題

1) 蒸汽品質(zhì)要求檢測內(nèi)容為SiO2及電導(dǎo)率，按照火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB12145-2006)分析可行性。

2) 熱電內(nèi)部高壓蒸汽管道采用母管制，每臺鍋爐高壓蒸汽并至母管之前管線均有SiO2及電導(dǎo)率檢測手段，且9.8 MPa(g)管網(wǎng)上有高壓發(fā)電機(jī)組。無論是高壓發(fā)電機(jī)組還是空分的透平均應(yīng)采用同一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量；如高壓發(fā)電機(jī)組的要求指標(biāo)更嚴(yán)苛于空分透平，在熱電內(nèi)部即可滿足蒸汽品質(zhì)檢測的要求，無需在外管增加檢測手段。

3) 高壓蒸汽外管上增加蒸汽品質(zhì)分析儀表，存在一定的安全隱患，即增加了高壓蒸汽的事故泄漏點(diǎn)。

4) 高壓蒸汽外管上增加蒸汽品質(zhì)分析儀表所需的公用工程、通訊光纖等內(nèi)容需利用已建成管廊，改造內(nèi)容多、工程量大。