摘 要:针对热力设备有关水汽监督、处理的系统、流程,介绍了为达到防腐、防垢而采用的水处理设备及水质监督方法;论述了引进亚临界汽轮发电机组在水汽品质监督与处理方面所能达到的水平。
关键词:亚临界;腐蚀;结垢;监督
1 热力设备概况
华能丹东电厂一期工程为Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ设计、整套引进的2×350ＭＷ机组,配套的化学监督、处理设备分别由美国的ＪｏｈｎｓｏｎＭａｒｃｈ、Ｕ.Ｓ.ＦＩＬＴＥＲ公司制造,于1998年底投入商业运行。
锅炉由英国ＢａｂｃｏｃｋＥｎｅｒｇｙＣＯ制造;为亚临界、一次中间再热、自然循环、平衡通风、燃煤型;汽包压力:18 21ＭＰａ;额定蒸发量:1061ｔ/ｈ;没有定期排污,其底部设有排水门,只是在锅炉点火前可以操作。汽轮发电机由美国Ｗｅｓｔ.ＨｏｕｓＣＯ制造;型式为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、反动凝汽式;主汽温度:538℃、压力:16 67ＭＰａ。
水汽系统流程为:由锅炉送出来之过热蒸汽到汽轮机高压缸做功后,返回再热器;重新加热后,又送回汽轮机中压缸、低压缸,做功后的乏汽排入凝汽器;凝结水由凝结水泵升压经4台低压加热器初步加热后送入除氧器,被除氧后流入除氧器水箱;除氧后的低压给水经给水泵升压后再经3台高加加热后送入锅炉,经加热蒸发、过热器过热后成为过热蒸汽形成循环。
2 炉内水处理
为了保障热力系统中的水、汽品质,避免发生腐蚀、结垢、积盐,需对水汽系统工质进行化学处理。亚临界机组的化学处理点一般为凝结水、给水、炉水;给水系统水质调节为氨———联胺处理,炉内采用低磷酸盐处理;另外机组设有以除盐水做为工质的闭式冷却水系统,对其只采用联胺处理。具体的处理手段、目的等见表1。
系统设置有化学加药系统,其中包括加氨、加联胺、加磷酸盐处理3个子系统。系统设置非常简单,联胺、磷酸盐溶药箱各2个,氨溶药箱1个;加药泵都为柱塞式隔膜泵,整个加药系统布置于锅炉零米。有关转动设备规范见表2。
由于凝汽器使用了钛管,因此系统未设置凝结水精除盐装置。为除去凝结水中悬浮杂质和腐蚀产物,于凝结水泵后设有凝结水除铁系统———2台管式过滤器。管式滤元为不锈钢结构并外绕聚丙稀纤维,滤元直径50ｍｍ,长度1780ｍｍ。凝结水最大流量:857ｔ/ｈ。滤元有两种规格,10ｕ滤元为启动时使用,5ｕ滤元为正常运行时使用。失效点用进出口压差控制,设置反洗水泵用于过滤器定期反洗,反洗周期为10ｄ;过滤器的启动、反洗、运行,可实现自动程序运行。这样,虽然钛管比较昂贵,但设备投资并没有增加太多。
3 水汽品质监督
热力系统中需要监督的各种水、汽样品都被送入取样系统———集中取样盘,与加药系统一道都布置于锅炉零米;在此各种工质被减温、减压,所有工质都可以进行人工取样,各种水汽样品的名称、热力参数见表3。
3.1 在线监测仪表配置
水汽系统所有样品中重要的分析项目,都配有在线仪表,可实现连续监测。设有:ｐＨ表3块、氢型电导表7块、电导表3块、联胺表1块、溶解氧表3块、硅表1块、钠表1块,总计19块。其中,联胺表、钠表为双通道,硅表为三通道。仪表配置情况见表4。
3.2 凝汽器检漏装置
因使用海水做为循环水,为监视凝汽器的运行情况,从凝汽器的热井两侧各引出1根管线通过取样泵进行取样,每一取样管线上设一氢型电导表,以便对凝结水进行连续监测。
3.3 系统改造情况
ａ.取样系统冷却水改造
取样系统为二级冷却,一、二级冷却水分别为一个独立的系统,冷却工质———除盐水靠自身的循环水泵形成循环,由闭冷水提供冷源。正常运行时,存在着很大的厂用电消耗,运行和检修维护工作量大,一级、二级循环冷却水泵无备用。取样系统多次发生因循环冷却水泵故障造成冷却水断流而损坏化学在线仪表的情况,影响了机组的安全、稳定运行。
经测算,闭冷水系统的流量、压力、温度都能满足取样系统对冷却水的参数要求,将取样系统中一级冷却水和二级冷却水改为由闭冷水直接供给,具有可行性。此项改造,取消了3台冷却水循环泵、2台备用水供水泵、2台制冷机共7台转动设备,增加了取样系统运行时的安全可靠性,减少运行和检修维护工作量,厂用电消耗降低为零;仅取消一级冷却水循环泵(使用15ｋＷ电机)一项,每年节约厂用电129600ｋＷ·ｈ,折合电费38880元(按0.30元ｋＷ·ｈ计算)人民币。
ｂ.钠表检测对象由炉水改变为凝结水
系统设置1台双通路钠表,原设计可同时检测主汽和炉水样品的含钠量。钠表检测炉水的含钠量没有太大的意义。设计方可能认为检测炉水钠含量的目的为配合炉水的协调磷酸盐处理而设置,而实际上即使炉水采用协调磷酸盐处理方法,也不需要检测炉水钠含量。根据新的《水汽监督导则》规定,凝结水钠含量及合格率为检测和统计项目,并且在《水汽品质异常处理》中明确规定了凝结水钠含量的异常处理值。
钠表检测对象由原设计的炉水改为凝结水,使凝结水钠含量由人工检测改为在线仪表连续监测,减轻了人工化验的工作量,实现了对凝结水钠离子监督的连续性。能及时、准确地监督凝汽器是否泄漏和泄漏程度,使凝汽器泄漏监督工作上了一个新台阶,保障了机组安全、稳定、经济运行。特别是作为沿海地区使用海水做为循环水的电厂有着更重要的意义。例如,2000年6月7日,1号机组跳闸重新启动后,凝汽器发生泄漏,在发现、判断和整个事故处理中,钠表起了关键性作用。
4 亚临界机组达到的化学监督水平
水汽监督与处理工作主要在取样、凝汽器检漏、加药、凝结水除铁4个系统。机组运行过程中,炉水磷酸盐处理为根据炉水品质进行手动启停磷酸盐泵,人工调节;给水加联胺为连续运行,加药量依据给水流量自动调节;凝结水加氨为自动运行,其启停受凝结水电导控制,加药量依据凝结水流量自动调节。
在线仪表可对机组水汽品质进行连续监督,化学运行人员对水汽样品每天进行2次手工校对化验,每天只需要上白班;加药系统出现故障、水汽品质出现异常,都有报警信号在"报警光字牌"上进行声光显示;总报警信号送至主控室,此时主控室运行人员将通知化学人员对有关异常情况进行检查、处理。
对2台机组2002年1～8月间运行中水汽品质、控制指标和有关参数进行统计,数据见表5。
这期间,氨耗、联胺耗、磷耗分别为20 39、16 53、3 89ｇ/万ｋＷ·ｈ。补水品质为ＤＤ:0 05μｓ/ｃｍ,ＳｉＯ2:2 19μｇ/Ｌ。通过近4ａ的运行证明,配置的水汽监督、处理设备满足了亚临界机组的运行需要,水汽品质控制能满足部颁标准。
