定排擴容器廢汽回收的應用研究

新疆錦龍電力集團有限公司 孫達偉 國家能源蓬萊發(fā)電有限公司 孫亞偉 李永濤

某火電廠是2×330MW機組鍋爐，每臺鍋爐都有定排擴容器，定排擴容器的廢汽排放損失大量熱能、高品質(zhì)冷凝水，同時污染環(huán)境、對附近設備產(chǎn)生腐蝕，并且定排擴容器的排氣口與鍋爐的一次風機、送風機距離比較近，在冬季很容易導致一次風機、送風機入口濾網(wǎng)結冰堵塞，造成風機出力降低，機組降負荷。為了回收定排擴容器廢汽能耗，解決風機冬季入口濾網(wǎng)結冰問題，某電廠開發(fā)鍋爐定排擴容器蒸汽回收設備。

1 定排擴容器廢汽回收設備基本原理

在定排擴容器廢汽回收利用設備中，除鹽水或凝結水作為冷卻水通過噴嘴霧化成小水滴直接與定排擴容器廢汽混合，廢汽將熱量傳給冷卻水滴凝結成水，未凝結的蒸汽或水滴被冷卻水管外壁凝結成水流入容器，冷卻水管出口也接一噴嘴，達到利用廢汽及其含的熱量，消除廢汽造成的環(huán)境污染的目的。

圖1 定排擴容器廢汽回收設備原理圖

2 定排擴容器廢汽回收的實現(xiàn)

進入定排擴容器的高溫疏水主要有3路：一路是汽包連續(xù)排污，其首先進入連排擴容器在0.73MPa的壓力下閃蒸，閃蒸蒸汽進入除氧器，而高溫水進入定排擴容器在常壓下閃蒸，閃蒸蒸汽通過定排擴容器廢汽管排入大氣；第二路是吹灰疏水，每天吹灰一次；第三路是定期排污，每周一、三、五排一次，每次5分鐘。閃蒸蒸汽很大，通過冷卻水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和電氣控制柜來實現(xiàn)定排擴容器廢汽回收，如圖2所示。

圖2 定排擴容器廢汽回收改造方案

2.1 冷卻水系統(tǒng)

這三路進入定排擴容器的高溫水的壓力、溫度都不相同，進入時間、持續(xù)時間也都不相同，導致定排擴容器壓力、溫度變化急劇，這要求定排擴容器廢汽回收設備結構應適應壓力、溫度急劇變化。為了解決這個問題，從進入定排擴容器這三路高溫疏水的冷卻水下功夫：

首先，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，定期排污排放的高溫水閃蒸蒸汽流量雖然很大，但因為其排放時間太短、不具備回收價值，所以定期排污的蒸汽不予回收。

其次，汽包連續(xù)排污和吹灰疏水的高溫水，其冷卻水采用凝結水，在凝結水泵出口、軸封加熱器水側接出一不銹鋼管路，后加裝截止門（稱冷卻水總門），且在定排擴容器廢汽回收設備附近加裝自力式節(jié)流閥，用來將凝結水壓力自動調(diào)節(jié)到0.3～0.5MPa，并加裝一個電動門（稱冷卻水總電動門），過濾器，就地加裝1塊壓力表。冷卻水支管分6路進定排擴容器排汽回收利用設備，其中2路通過調(diào)整手動閥門（稱連排蒸汽回收調(diào)節(jié)門）開度保證完全回收汽包連續(xù)排污閃蒸蒸汽；另外4路利用手動閥門（稱吹灰蒸汽回收調(diào)節(jié)門）調(diào)節(jié)開度完全回收吹灰疏水閃蒸蒸汽。當吹灰開始時，這4路利用手動閥門前的電動門（稱吹灰蒸汽回收電動門）自動開啟，吹灰結束后電動門自動關閉，這樣可以實現(xiàn)自動適應吹灰操作時蒸汽回收的要求。

2.2 蒸汽系統(tǒng)

將定排擴容器原排汽管路隔絕，將定排擴容器原廢汽排放管路部分用定排擴容器廢汽回收設備替換，然后返回原排氣管。

2.3 回收系統(tǒng)

凝結后的凝結水和冷卻水統(tǒng)稱回水，回水先流入水罐，通過高壓給水泵打到5#低壓加熱器后的水側入口管，在附近加裝截止門（稱回水出口總門）；水罐全封閉，設置有磁翻板水位計、溢流水管、放水管，溢流水管、放水管采用普通碳鋼，放水管加裝放水門；高壓給水泵前設入口電動門、泵后設出口電動門、止回閥，入口電動門前管路設置取樣門，止回閥后設就地壓力表，高壓給水泵采用變頻控制，維持水罐水位在+500mm；回水化驗不合格時，通過放水門排放到渣漿池。化驗合格后進行回收。

2.4 電氣控制柜功能

電氣控制柜控制出、入口電動門的開關，冷卻水總電動門、吹灰蒸汽回收電動門的開關，以及高壓給水泵的啟停，并且柜內(nèi)配置相應的電機保護設備和相應的電源回路保護設備。當設備調(diào)試正常后，將控制柜選擇按鈕從“就地”位置撥到“遠控”位置，即可實現(xiàn)如下功能：吹灰系統(tǒng)蒸汽總門開，自動開啟吹灰蒸汽回收電動門；吹灰系統(tǒng)蒸汽總門關，自動關閉吹灰蒸汽回收電動門；給水泵停運立即自動關閉水泵出、入口電動門、冷卻水總電動門；通過高壓給水泵的變頻裝置，控制高壓給水泵的轉速，維持水箱水位在+500mm，波動范圍100mm。

3 定排擴容器廢汽回收設備的創(chuàng)新點

定排擴容器回收裝置中的冷卻水通過噴嘴將水分解形成霧狀小水滴，水滴與蒸汽接觸加熱、水溫升高，非凝氣體中在水中的分壓逐步降低，該加熱過程所以能夠很快完成，得益于水滴接觸面積大，蒸汽中局部非凝結氣體的壓力較非凝結氣體在水中的含量而言非常低，這就迫使非凝結氣體從水中分離出來，起到了一級除氧的效果，降低熱力系統(tǒng)中除氧器的負荷。

采用直接混合傳熱冷卻，設備體積小、結構簡單，可直接安裝在排氣管，設備本身采用耐腐蝕材料、沒有轉動部件，因此耐腐蝕性強，運行可靠；可不論負荷高低連續(xù)運行，運行過程中不需調(diào)整操作。系統(tǒng)投入、停止只需開關一個除鹽水閥門且對原系統(tǒng)沒有影響，不需對原系統(tǒng)作任何操作。設備無動力消耗，免維護、維修。

4 定排擴容器廢汽回收設備改造效果

能將蒸汽熱量、高品質(zhì)的水全部回收，目視排氣管不冒汽；當定排擴容器壓力高于冷凝水壓力時自動停止回收。徹底解決了風機冬季入口濾網(wǎng)結冰問題。

汽包連續(xù)排污，據(jù)計算排放量平均在0.67t/h左右；吹灰疏水，每班吹灰一次、一天三次，每次延續(xù)2小時，閃蒸蒸汽據(jù)估計2t/h左右，采用除鹽水溫度20℃，回水溫度≤80℃，冷卻水量約24t/h。依據(jù)某火電廠組利用小時數(shù)完成4420小時、標煤價670元/噸、除鹽水成本價7.25元/噸計算，每臺定排擴容器排汽回收后，年節(jié)汽量折標煤303.4噸，回收純水3320噸，年節(jié)約總價值22.7萬元。

5 結語

采用定排擴容器廢汽回收技術，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本22.7萬元，同時解決了風機冬季安全運行問題，達到了預期效果。同時，對發(fā)電企業(yè)來說在環(huán)保方面產(chǎn)生了良好的社會效益，這是無法用經(jīng)濟的尺度來衡量的。