淺談多機(jī)組空冷發(fā)電廠除鹽水儲(chǔ)存及輸送的設(shè)計(jì)

董正帥（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京　100095）

淺談多機(jī)組空冷發(fā)電廠除鹽水儲(chǔ)存及輸送的設(shè)計(jì)

董正帥
（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京100095）

摘要：針對(duì)新疆某電廠4×660MW超臨界直接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組同時(shí)在建的情況，通過(guò)對(duì)廠內(nèi)各個(gè)除鹽水用水點(diǎn)及用水量分析，提出相應(yīng)的除鹽水儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：多機(jī)組；空冷；除鹽水；儲(chǔ)存及輸送；設(shè)計(jì)

1　引言

火力發(fā)電廠是利用燃料在鍋爐中燃燒加熱除鹽水生成蒸汽，利用蒸汽壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，因此除鹽水在整個(gè)電廠生產(chǎn)過(guò)程中占有舉足輕重的作用。

我國(guó)水資源時(shí)空分布非常不均勻，在中西部煤炭資源豐富而水資源緊缺的地區(qū)，發(fā)電廠多采用空冷機(jī)組，以達(dá)到節(jié)水的目的。新疆某電廠建設(shè)規(guī)模為4×660MW超臨界直接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐型式：超臨界參數(shù)變壓直流爐、全懸吊結(jié)構(gòu)塔式爐。鍋爐最大蒸發(fā)量為2236t/h,單臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)鍋爐最大上水量為700t/h。全廠四臺(tái)機(jī)組同時(shí)建設(shè)，且后期廠內(nèi)機(jī)組補(bǔ)水為長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行工況，故設(shè)計(jì)合理的除鹽水儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)，將對(duì)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生極大的影響。

2　除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)

除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)主要為滿足單臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)及事故狀態(tài)最大除鹽水用量。針對(duì)直流爐機(jī)組常規(guī)設(shè)計(jì)除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)容積為：宜按機(jī)組啟動(dòng)沖洗水流量及沖洗時(shí)間確定或?yàn)樽畲?臺(tái)鍋爐3h的最大連續(xù)蒸發(fā)量。按照常規(guī)設(shè)計(jì)該廠除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)容積為6708m3,但考慮該廠為直接空冷機(jī)組，機(jī)組啟動(dòng)階段，除去鍋爐沖洗用水量，空冷島沖洗除鹽水用量約為2000-2300m3，且后期正常運(yùn)行階段，夏季高溫天氣期間，空冷島每天需采取3-4h除鹽水沖洗降溫措施，此時(shí)若某臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)，廠內(nèi)除鹽水很難合理分配，除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)容積宜充分考慮該運(yùn)行工況下實(shí)際需求，故該廠除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)選擇容積為：9000m3。

實(shí)踐證明，機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試階段，因鍋爐為塔式爐，水容積較大，且缺少相關(guān)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，單臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)用水量為8000m3左右，配合水處理系統(tǒng)制水，滿足了空冷島沖洗用水量需求，縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，保證了機(jī)組按時(shí)投產(chǎn)。

后期運(yùn)行亦證明，由于廠址所處新疆戈壁沙漠深處，管線長(zhǎng)距離輸水故障期間，延長(zhǎng)了檢修時(shí)間，極大的保證了廠內(nèi)機(jī)組補(bǔ)水的穩(wěn)定性。

3　除鹽水輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇

根據(jù)《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：“水處理室至主廠房的除鹽水管道，應(yīng)能同時(shí)輸送最大一臺(tái)機(jī)組的啟動(dòng)補(bǔ)給水量或鍋爐化學(xué)清洗用水量及其余機(jī)組的正常補(bǔ)給水量。選用不銹鋼管材時(shí)，可只設(shè)一條管道”。

機(jī)組的正常補(bǔ)水量按照最大蒸發(fā)量的1.5%考慮，則設(shè)計(jì)一條不銹鋼除鹽水輸送管道，其輸送能力最大應(yīng)為830t/h，最小為一臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行補(bǔ)水量為0-33t/h，配置一臺(tái)鍋爐上水泵，用于啟動(dòng)階段補(bǔ)水，配置五臺(tái)（四用一備）運(yùn)行用除鹽水泵用于啟動(dòng)補(bǔ)水及每臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行補(bǔ)水，為保證對(duì)機(jī)組的補(bǔ)水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，除鹽水輸送系統(tǒng)設(shè)有在線的流量監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)需設(shè)置相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥門(mén)及檢修旁路。常規(guī)除鹽水輸送系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1　常規(guī)除鹽水輸送系統(tǒng)示意圖

對(duì)于四臺(tái)機(jī)組同步建設(shè)，常規(guī)設(shè)計(jì)的除鹽水輸送系統(tǒng)，其流量監(jiān)測(cè)裝置因測(cè)量最大值與最小值的差值較大，測(cè)量范圍及測(cè)量精度不易選擇，且正常運(yùn)行階段無(wú)法保證流量值測(cè)量的準(zhǔn)確性。

單臺(tái)機(jī)組的補(bǔ)水量為不確定值，且存在單臺(tái)機(jī)組及多臺(tái)機(jī)組同時(shí)補(bǔ)水的工況，同時(shí)需滿足廠內(nèi)其他用戶的補(bǔ)水需求，此時(shí)除鹽水泵需頻繁的啟停，易導(dǎo)致除鹽水泵損壞，影響機(jī)組補(bǔ)水。

根據(jù)存在的問(wèn)題，考慮設(shè)計(jì)一條不銹鋼除鹽水輸送管道，其輸送能力最大為830t/h，同時(shí)增加一條正常運(yùn)行用小旁路，設(shè)置相應(yīng)的流量監(jiān)測(cè)裝置以監(jiān)測(cè)機(jī)組正常運(yùn)行補(bǔ)水量。配置一臺(tái)鍋爐上水泵，用于啟動(dòng)階段補(bǔ)水，配置三臺(tái)（兩用一備）運(yùn)行用除鹽水泵用于啟動(dòng)補(bǔ)水及機(jī)組正常運(yùn)行補(bǔ)水，其流量選擇為每?jī)膳_(tái)機(jī)組的最大補(bǔ)水量及廠內(nèi)其它除鹽水用戶50%的補(bǔ)水量，管路三的選擇為與正常運(yùn)行除鹽水泵出力匹配，設(shè)置相應(yīng)的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥與管路設(shè)置的壓力變送器進(jìn)行聯(lián)鎖，當(dāng)管路壓力值低于某一數(shù)值時(shí)，管路三調(diào)節(jié)門(mén)關(guān)小，向用水點(diǎn)補(bǔ)水，當(dāng)管路壓力值高于某一數(shù)值時(shí)，管路三調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)大，補(bǔ)水返回除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)。機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行階段，機(jī)組補(bǔ)水量較小，可運(yùn)行一臺(tái)除鹽水泵向機(jī)組補(bǔ)水，其它水泵備用。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然能耗有所增加，但保證了全廠多臺(tái)機(jī)組除鹽水補(bǔ)水的安全穩(wěn)定運(yùn)行，且避免了除鹽水泵的頻繁啟停，便于維護(hù)管理。其流程示意圖見(jiàn)圖2。

圖2　多機(jī)組除鹽水輸送系統(tǒng)示意圖

4　結(jié)論

（1）空冷機(jī)組除鹽水儲(chǔ)存系統(tǒng)容積較常規(guī)設(shè)計(jì)相比宜適量加大，額外考慮空冷島沖洗用除鹽水量需求。

（2）針對(duì)多臺(tái)機(jī)組同時(shí)在建的情況，其除鹽水輸送系統(tǒng)，應(yīng)考慮其流量監(jiān)測(cè)的需求，并綜合考慮滿足單臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)及單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行或多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行等各種工況，方便運(yùn)行管理。

作者簡(jiǎn)介：董正帥（1982-），男，山東即墨人，碩士研究生，工程師，研究方向：水電廠處理。