亞臨界機(jī)組水處理設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)與化學(xué)監(jiān)督
評(píng)論： 更新日期：2008年10月29日
摘 要:針對(duì)熱力設(shè)備有關(guān)水汽監(jiān)督、處理的系統(tǒng)、流程,介紹了為達(dá)到防腐、防垢而采用的水處理設(shè)備及水質(zhì)監(jiān)督方法;論述了引進(jìn)亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組在水汽品質(zhì)監(jiān)督與處理方面所能達(dá)到的水平。
關(guān)鍵詞:亞臨界;腐蝕;結(jié)垢;監(jiān)督
1 熱力設(shè)備概況
華能丹東電廠一期工程為Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ設(shè)計(jì)、整套引進(jìn)的2×350ＭＷ機(jī)組,配套的化學(xué)監(jiān)督、處理設(shè)備分別由美國(guó)的ＪｏｈｎｓｏｎＭａｒｃｈ、Ｕ.Ｓ.ＦＩＬＴＥＲ公司制造,于1998年底投入商業(yè)運(yùn)行。
鍋爐由英國(guó)ＢａｂｃｏｃｋＥｎｅｒｇｙＣＯ制造;為亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、燃煤型;汽包壓力:18 21ＭＰａ;額定蒸發(fā)量:1061ｔ/ｈ;沒(méi)有定期排污,其底部設(shè)有排水門,只是在鍋爐點(diǎn)火前可以操作。汽輪發(fā)電機(jī)由美國(guó)Ｗｅｓｔ.ＨｏｕｓＣＯ制造;型式為亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、反動(dòng)凝汽式;主汽溫度:538℃、壓力:16 67ＭＰａ。
水汽系統(tǒng)流程為:由鍋爐送出來(lái)之過(guò)熱蒸汽到汽輪機(jī)高壓缸做功后,返回再熱器;重新加熱后,又送回汽輪機(jī)中壓缸、低壓缸,做功后的乏汽排入凝汽器;凝結(jié)水由凝結(jié)水泵升壓經(jīng)4臺(tái)低壓加熱器初步加熱后送入除氧器,被除氧后流入除氧器水箱;除氧后的低壓給水經(jīng)給水泵升壓后再經(jīng)3臺(tái)高加加熱后送入鍋爐,經(jīng)加熱蒸發(fā)、過(guò)熱器過(guò)熱后成為過(guò)熱蒸汽形成循環(huán)。
2 爐內(nèi)水處理
為了保障熱力系統(tǒng)中的水、汽品質(zhì),避免發(fā)生腐蝕、結(jié)垢、積鹽,需對(duì)水汽系統(tǒng)工質(zhì)進(jìn)行化學(xué)處理。亞臨界機(jī)組的化學(xué)處理點(diǎn)一般為凝結(jié)水、給水、爐水;給水系統(tǒng)水質(zhì)調(diào)節(jié)為氨———聯(lián)胺處理,爐內(nèi)采用低磷酸鹽處理;另外機(jī)組設(shè)有以除鹽水做為工質(zhì)的閉式冷卻水系統(tǒng),對(duì)其只采用聯(lián)胺處理。具體的處理手段、目的等見(jiàn)表1。
系統(tǒng)設(shè)置有化學(xué)加藥系統(tǒng),其中包括加氨、加聯(lián)胺、加磷酸鹽處理3個(gè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)置非常簡(jiǎn)單,聯(lián)胺、磷酸鹽溶藥箱各2個(gè),氨溶藥箱1個(gè);加藥泵都為柱塞式隔膜泵,整個(gè)加藥系統(tǒng)布置于鍋爐零米。有關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備規(guī)范見(jiàn)表2。
由于凝汽器使用了鈦管,因此系統(tǒng)未設(shè)置凝結(jié)水精除鹽裝置。為除去凝結(jié)水中懸浮雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物,于凝結(jié)水泵后設(shè)有凝結(jié)水除鐵系統(tǒng)———2臺(tái)管式過(guò)濾器。管式濾元為不銹鋼結(jié)構(gòu)并外繞聚丙稀纖維,濾元直徑50ｍｍ,長(zhǎng)度1780ｍｍ。凝結(jié)水最大流量:857ｔ/ｈ。濾元有兩種規(guī)格,10ｕ濾元為啟動(dòng)時(shí)使用,5ｕ濾元為正常運(yùn)行時(shí)使用。失效點(diǎn)用進(jìn)出口壓差控制,設(shè)置反洗水泵用于過(guò)濾器定期反洗,反洗周期為10ｄ;過(guò)濾器的啟動(dòng)、反洗、運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程序運(yùn)行。這樣,雖然鈦管比較昂貴,但設(shè)備投資并沒(méi)有增加太多。
3 水汽品質(zhì)監(jiān)督
熱力系統(tǒng)中需要監(jiān)督的各種水、汽樣品都被送入取樣系統(tǒng)———集中取樣盤(pán),與加藥系統(tǒng)一道都布置于鍋爐零米;在此各種工質(zhì)被減溫、減壓,所有工質(zhì)都可以進(jìn)行人工取樣,各種水汽樣品的名稱、熱力參數(shù)見(jiàn)表3。
3.1 在線監(jiān)測(cè)儀表配置
水汽系統(tǒng)所有樣品中重要的分析項(xiàng)目,都配有在線儀表,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)。設(shè)有:ｐＨ表3塊、氫型電導(dǎo)表7塊、電導(dǎo)表3塊、聯(lián)胺表1塊、溶解氧表3塊、硅表1塊、鈉表1塊,總計(jì)19塊。其中,聯(lián)胺表、鈉表為雙通道,硅表為三通道。儀表配置情況見(jiàn)表4。
3.2 凝汽器檢漏裝置
因使用海水做為循環(huán)水,為監(jiān)視凝汽器的運(yùn)行情況,從凝汽器的熱井兩側(cè)各引出1根管線通過(guò)取樣泵進(jìn)行取樣,每一取樣管線上設(shè)一氫型電導(dǎo)表,以便對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
3.3 系統(tǒng)改造情況
ａ.取樣系統(tǒng)冷卻水改造
取樣系統(tǒng)為二級(jí)冷卻,一、二級(jí)冷卻水分別為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),冷卻工質(zhì)———除鹽水靠自身的循環(huán)水泵形成循環(huán),由閉冷水提供冷源。正常運(yùn)行時(shí),存在著很大的廠用電消耗,運(yùn)行和檢修維護(hù)工作量大,一級(jí)、二級(jí)循環(huán)冷卻水泵無(wú)備用。取樣系統(tǒng)多次發(fā)生因循環(huán)冷卻水泵故障造成冷卻水?dāng)嗔鞫鴵p壞化學(xué)在線儀表的情況,影響了機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
經(jīng)測(cè)算,閉冷水系統(tǒng)的流量、壓力、溫度都能滿足取樣系統(tǒng)對(duì)冷卻水的參數(shù)要求,將取樣系統(tǒng)中一級(jí)冷卻水和二級(jí)冷卻水改為由閉冷水直接供給,具有可行性。此項(xiàng)改造,取消了3臺(tái)冷卻水循環(huán)泵、2臺(tái)備用水供水泵、2臺(tái)制冷機(jī)共7臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備,增加了取樣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全可靠性,減少運(yùn)行和檢修維護(hù)工作量,廠用電消耗降低為零;僅取消一級(jí)冷卻水循環(huán)泵(使用15ｋＷ電機(jī))一項(xiàng),每年節(jié)約廠用電129600ｋＷ·ｈ,折合電費(fèi)38880元(按0.30元ｋＷ·ｈ計(jì)算)人民幣。
ｂ.鈉表檢測(cè)對(duì)象由爐水改變?yōu)槟Y(jié)水
系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)雙通路鈉表,原設(shè)計(jì)可同時(shí)檢測(cè)主汽和爐水樣品的含鈉量。鈉表檢測(cè)爐水的含鈉量沒(méi)有太大的意義。設(shè)計(jì)方可能認(rèn)為檢測(cè)爐水鈉含量的目的為配合爐水的協(xié)調(diào)磷酸鹽處理而設(shè)置,而實(shí)際上即使?fàn)t水采用協(xié)調(diào)磷酸鹽處理方法,也不需要檢測(cè)爐水鈉含量。根據(jù)新的《水汽監(jiān)督導(dǎo)則》規(guī)定,凝結(jié)水鈉含量及合格率為檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目,并且在《水汽品質(zhì)異常處理》中明確規(guī)定了凝結(jié)水鈉含量的異常處理值。
鈉表檢測(cè)對(duì)象由原設(shè)計(jì)的爐水改為凝結(jié)水,使凝結(jié)水鈉含量由人工檢測(cè)改為在線儀表連續(xù)監(jiān)測(cè),減輕了人工化驗(yàn)的工作量,實(shí)現(xiàn)了對(duì)凝結(jié)水鈉離子監(jiān)督的連續(xù)性。能及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)督凝汽器是否泄漏和泄漏程度,使凝汽器泄漏監(jiān)督工作上了一個(gè)新臺(tái)階,保障了機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。特別是作為沿海地區(qū)使用海水做為循環(huán)水的電廠有著更重要的意義。例如,2000年6月7日,1號(hào)機(jī)組跳閘重新啟動(dòng)后,凝汽器發(fā)生泄漏,在發(fā)現(xiàn)、判斷和整個(gè)事故處理中,鈉表起了關(guān)鍵性作用。
4 亞臨界機(jī)組達(dá)到的化學(xué)監(jiān)督水平
水汽監(jiān)督與處理工作主要在取樣、凝汽器檢漏、加藥、凝結(jié)水除鐵4個(gè)系統(tǒng)。機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,爐水磷酸鹽處理為根據(jù)爐水品質(zhì)進(jìn)行手動(dòng)啟停磷酸鹽泵,人工調(diào)節(jié);給水加聯(lián)胺為連續(xù)運(yùn)行,加藥量依據(jù)給水流量自動(dòng)調(diào)節(jié);凝結(jié)水加氨為自動(dòng)運(yùn)行,其啟停受凝結(jié)水電導(dǎo)控制,加藥量依據(jù)凝結(jié)水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)。
在線儀表可對(duì)機(jī)組水汽品質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)督,化學(xué)運(yùn)行人員對(duì)水汽樣品每天進(jìn)行2次手工校對(duì)化驗(yàn),每天只需要上白班;加藥系統(tǒng)出現(xiàn)故障、水汽品質(zhì)出現(xiàn)異常,都有報(bào)警信號(hào)在"報(bào)警光字牌"上進(jìn)行聲光顯示;總報(bào)警信號(hào)送至主控室,此時(shí)主控室運(yùn)行人員將通知化學(xué)人員對(duì)有關(guān)異常情況進(jìn)行檢查、處理。
對(duì)2臺(tái)機(jī)組2002年1～8月間運(yùn)行中水汽品質(zhì)、控制指標(biāo)和有關(guān)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。
這期間,氨耗、聯(lián)胺耗、磷耗分別為20 39、16 53、3 89ｇ/萬(wàn)ｋＷ·ｈ。補(bǔ)水品質(zhì)為ＤＤ:0 05μｓ/ｃｍ,ＳｉＯ2:2 19μｇ/Ｌ。通過(guò)近4ａ的運(yùn)行證明,配置的水汽監(jiān)督、處理設(shè)備滿足了亞臨界機(jī)組的運(yùn)行需要,水汽品質(zhì)控制能滿足部頒標(biāo)準(zhǔn)。
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