1 000 MW機(jī)組除氧器排氧方式優(yōu)化與應(yīng)用

劉志杰，張景彪，李 冬

(神華國華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125222)

1 000 MW機(jī)組除氧器排氧方式優(yōu)化與應(yīng)用

劉志杰，張景彪，李 冬

(神華國華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125222)

介紹了國華綏中發(fā)電有限責(zé)任公司 (簡稱綏電)除氧器排汽回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理。通過與國內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品的對(duì)比，論證了綏電自主研發(fā)的除氧器排汽回收系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，為今后在同類型機(jī)組中的應(yīng)用提供參考。

1 000 MW機(jī)組;除氧器;排氧

1 除氧器工作原理［1］

凝結(jié)水從盤式恒速噴嘴噴入除氧器汽空間，進(jìn)行初步除氧，然后落入水空間流向出水口;加熱蒸汽排管沿除氧器筒體軸向均勻排列布置，加熱蒸汽通過排管從水下送入除氧器，與水混合加熱，同時(shí)對(duì)水流進(jìn)行擾動(dòng)，并將水中的溶解氧及其他不凝結(jié)氣體從水中帶出水面，達(dá)到對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行深度除氧的目的。蒸汽從水下送入，未凝結(jié)的加熱蒸汽(飽和蒸汽)攜帶不凝結(jié)氣體逸出水面，流向噴嘴的排汽區(qū)域 (噴嘴周圍排汽區(qū)域?yàn)槲达柡退畤婌F區(qū))，在排汽區(qū)域未凝結(jié)的加熱蒸汽凝結(jié)為水，不凝結(jié)氣體則從排汽口排出。在除氧器頂部均需設(shè)置排汽管，其作用是將高加及除氧器所產(chǎn)生的不凝結(jié)氣體排向大氣，在排出氣體的同時(shí)，會(huì)攜帶出少量的高溫蒸汽［2］。

2 除氧器及乏汽排放

綏電2×1 000 MW機(jī)組分別安裝1臺(tái)臥式無頭式除氧器［3］，型號(hào)為DFST-3200·350/186，性能參數(shù)如表1所示。

表1 除氧器性能參數(shù)

每臺(tái)除氧器設(shè)有4個(gè)排汽孔，每個(gè)排汽孔設(shè)有節(jié)流孔板及電動(dòng)控制閥，除氧器內(nèi)的不凝結(jié)氣體通過排汽孔排至廠房外 (如圖1所示)，以減輕其對(duì)熱力設(shè)備造成的氧腐蝕［4］。

3 排氧方式原設(shè)計(jì)存在的問題

原設(shè)計(jì)是在除氧頭頂部設(shè)置2根排汽管，其作用是將高加疏水及除氧器內(nèi)所產(chǎn)生的不凝結(jié)氣體排向大氣，但在排出氣體的同時(shí)，將攜帶出大量的高溫蒸汽。攜帶出的蒸汽其工質(zhì)及熱量散失在大氣中［5］，不僅造成機(jī)組補(bǔ)水率升高、公司運(yùn)營成本提高，而且還造成廠房大量冒汽，嚴(yán)重?fù)p害了企業(yè)的社會(huì)形象。

圖1 乏汽排放系統(tǒng)簡圖

4 國內(nèi)現(xiàn)有除氧器排汽回收裝置

4.1 裝置1

以汽機(jī)冷凝水 (45.8℃)為工作介質(zhì)，除氧頭排汽經(jīng)排汽回收裝置抽吸后，將冷凝水加熱升溫(最高溫升可達(dá)50℃以上)進(jìn)入氣—液分離罐，被分離的氧氣經(jīng)排出裝置自動(dòng)排出，這樣被加熱的冷凝水其含氧濃度低于除氧器正常進(jìn)水含氧濃度。

熱水再經(jīng)升壓泵回到低加出口進(jìn)入除氧器水管。排汽熱能與冷凝水被全部回收，減輕除氧器負(fù)荷，節(jié)省除氧用汽，提高水質(zhì)，除氧器排汽回收裝置流程如圖2所示。

圖2 除氧器排汽回收裝置流程

圖3 除氧器排汽回收裝置流程

4.2 裝置2

將2臺(tái)除氧器外排乏汽接至乏汽回收總管，以除鹽水 (20℃)為工作水，經(jīng)噴射式混合加熱器抽吸，將乏汽冷凝成水，并變成氣—水混合物，工作水被加熱。熱水進(jìn)入氣液分離裝置，被分離的不凝結(jié)氣體經(jīng)排出裝置自動(dòng)排出，熱水經(jīng)升壓泵，回送至除氧器進(jìn)水總管。排汽的熱能與冷凝水被全部回收，除氧器出力不變，除氧器所需新蒸汽用量減少，除氧器排汽回收裝置流程如圖3所示。

5 除氧器排汽回收系統(tǒng)改造

綏電二期工程每臺(tái)機(jī)組設(shè)置1臺(tái)臥式/內(nèi)置式無頭除氧器，其設(shè)計(jì)最大出力為3 400 t/h，實(shí)際運(yùn)行出力為3 033 t/h;設(shè)計(jì)工作壓力156 MPa，實(shí)際工作壓力1.218 MPa，自耗汽量92 t/h，排汽管為4個(gè)，管徑Φ57×3 mm。

正常運(yùn)行時(shí)，除氧器排汽量約為0.2 t/h。通過除氧器排氧系統(tǒng)改造，在除氧器排汽管各加裝2臺(tái)截止閥，其中1、2號(hào)截止閥接到各自排汽母管上，3、4號(hào)截止閥經(jīng)管路連接后，再引出1條管道經(jīng)5號(hào)截止閥引至除氧器溢流排水管道，經(jīng)低壓疏水?dāng)U容器回收至凝汽器，不凝結(jié)氣體通過真空泵排出。機(jī)組啟動(dòng)過程中，除氧器排汽對(duì)空排放，正常運(yùn)行后除氧器排汽到凝汽器，回收工質(zhì)。機(jī)組停機(jī)后切換至排空方式，具體方案如下。

a. 利用機(jī)組小修期間進(jìn)行系統(tǒng)改造。

b. 在原除氧器2個(gè)排氧管上各安裝1臺(tái)DN80/6.4MPa焊接手動(dòng)門，用作與大氣隔離，在2臺(tái)手動(dòng)門前 (排氧電動(dòng)門后)各安裝管徑為Φ89 mm的20號(hào)鋼管，并在每根排氧管連接處各安裝1臺(tái)DN80/6.4 MPa焊接手動(dòng)門，與凝汽器隔離。

c. 2根蒸汽回收管匯合后，從中間引出1根管徑為Φ133 mm的20號(hào)鋼管，經(jīng)1臺(tái)DN125/6.4MPa焊接手動(dòng)總門，與除氧器溢流到主機(jī)凝汽器管路閥門后相接。

d. 新門安裝前要進(jìn)行閥門嚴(yán)密性校驗(yàn)，并涂抹潤滑劑，方便運(yùn)行人員操作。

e. 鋼管安裝前，對(duì)管壁內(nèi)部進(jìn)行清理，防止金屬、雜物等進(jìn)入凝汽器污染水質(zhì)。

f. 管道連接完畢后，對(duì)焊口進(jìn)行熱處理并檢驗(yàn)合格，方可驗(yàn)收并投入使用。

g. 對(duì)新安裝的閥門管道進(jìn)行保溫敷設(shè)。

h. 繪制新版系統(tǒng)圖 (如圖4所示)，將系統(tǒng)變更部分進(jìn)行更新，方便指導(dǎo)運(yùn)行人員操作。

圖4 除氧器排汽回收系統(tǒng)簡圖

6 除氧器排汽回收裝置比較

a. 國內(nèi)現(xiàn)有除氧器乏汽回收系統(tǒng)

以上2套乏汽回收裝置設(shè)備投資90萬元左右，設(shè)備年耗電費(fèi)約4.46萬元，年維護(hù)費(fèi)2萬元，1年節(jié)約冷凝水價(jià)值4.56萬元，1年回收總效益約-1.9 萬元。b. 綏電1 000 MW機(jī)組除氧器排汽回收系統(tǒng)

乏汽回收裝置2套設(shè)備投資1.6萬元，設(shè)備年耗電量無，維護(hù)費(fèi)暫無，1年節(jié)約冷凝水價(jià)值4.56萬元，節(jié)約設(shè)備電耗和維護(hù)費(fèi)用6.46萬元，1年回收總效益約 11.02萬元，設(shè)備投資節(jié)約88.4萬元。

綏電2×1 000 MW機(jī)組除氧器排汽回收系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、投資成本低、收益高、回報(bào)快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，克服了系統(tǒng)初期投資大、系統(tǒng)復(fù)雜和維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。

7 綏電2×1 000 MW機(jī)組除氧器排汽回收系統(tǒng)的應(yīng)用

3號(hào)機(jī)除氧器排汽回收裝置2010年8月9日安裝完成，15日投入使用，投入后除氧器排汽全部回收，機(jī)組背壓3.3 kPa，含氧量2.51%，真空泵兩運(yùn)一備，各項(xiàng)指標(biāo)正常，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

4號(hào)機(jī)除氧器排汽回收裝置2010年10月25日安裝完成，11月5日投入使用，投入后除氧器排汽全部回收，機(jī)組背壓3.4 kPa，含氧量2.87%，真空泵兩運(yùn)一備，各項(xiàng)指標(biāo)正常，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

8 結(jié)束語

采用綏電2×1 000 MW機(jī)組除氧器排汽回收系統(tǒng)，可將除氧器排汽全部回收，年節(jié)約冷凝水2 200 t，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并可節(jié)約大量初期投資和改造費(fèi)用，而且改造方便、一次性投資低、回報(bào)周期短。除氧器排汽回收實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的循環(huán)再利用，解決了廠房漏汽造成的蒸汽污染?；厥障到y(tǒng)簡單，操作方便，維護(hù)量小，可隨時(shí)切換至原系統(tǒng)運(yùn)行。

［1］ 山西省電力工業(yè)局.汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行 (高級(jí)工)［M］.北京:中國電力出版社，1998.

［2］ 劉正海.火電廠節(jié)能與指標(biāo)管理技術(shù)手冊［M］.北京:中國電力科技出版社，2006.

［3］ 張 磊，馬明禮.1 000 MW汽輪機(jī)設(shè)備與運(yùn)行 ［M］.北京:中國電力出版社，2008.

［4］ 《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會(huì)編.發(fā)電廠集控運(yùn)行［M］.北京:中國電力出版社，2004.

［5］ 林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，1994.

Optimization and Application of Deaerator Exhaust Oxygen Mode for 1 000 MW Units

LIU Zhi-jie，ZHANG Jing-biao，LI Dong
(Shenhua Guohua Suizhong Power Co.，Ltd，Huludao，Liaoning 125222，China)

This paper points out the structure and principle of Suizhong Power deaerator exhaust steam recycling system.Compared with the domestic existing products，it demonstrates the advantages of self-development deaerator exhaust steam recycling system，providing references for units of the same type.

1 000 MW unit;Deaerator;Exhaust oxygen

TK223.5+22;TK229.2

A

1004-7913(2012)01-0008-03

劉志杰 (1970—)，男，碩士，高級(jí)工程師，從事發(fā)電廠集控運(yùn)行管理工作。

2011-10-15)