1000MW超超臨界鍋爐疏水擴容器節能改造探究

宋杰 王許

摘 要：針對華電某電廠超超臨界機組疏水擴容器節能節水的預期目標，提出將開放式大氣式疏水擴容器改造為封閉式，擴容蒸汽引入凝汽器的高壓端汽側的解決方案，具有回收工質、安全運行、降低機組補水和減小疏水損失的優點。

關鍵詞：超超臨界機組；疏水擴容器；凝汽器；節能節水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.158

1 引言

目前，我國全口徑發電裝機容量為14.6億千瓦，其中火電裝機10.1億千瓦，占全部裝機容量的66.9%[1]。超超臨界鍋爐機組在啟動和運行過程中排放大量的水和蒸汽，疏水的大量排放不僅造成化水車間制水緊張，增加運行成本，同時過多的淡水消耗還將被征收水資源費用[2]。國內超臨界鍋爐啟動疏水擴容器的疏水只有少部分經擴容凝結成水回收至凝汽器，大部分擴容蒸汽通過排汽管直接與大氣聯通外排，蒸汽損失量較大。以1000MW超超臨界機組平均補水460t/d、年平均發電利用小時數5500h計算，每年淡水消耗超過11.5萬噸。

2 疏水擴容器改造目的

超臨界、超超臨界鍋爐設置鍋爐啟動疏水擴容器及水箱來回收鍋爐啟動工況下的鍋爐疏水，本文對疏水擴容器排汽工質回收的節能節水技術進行探究。一方面降低鍋爐啟動和運行疏水損失和機組補水量，減少疏水泵運行時間，節約電耗，此外可以避免凝汽器背包式疏水擴容器超溫超壓，減小管道的振動和噪音。

3 設備概況

華電集團某電廠一期工程2×1000MW超超臨界機組，其鍋爐為東方鍋爐有限公司設計與制造的超超臨界參數變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、運轉層以上露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐；其汽輪機島由東方汽輪機有限公司設計與制造的單軸四缸四排汽型汽輪機，從機頭到機尾依次串聯，一個單流高壓缸、一個雙流中壓缸及兩個雙流低壓缸。

4 疏水擴容器改造方案

鍋爐側輸送至疏水擴容器的疏水主要包括鍋爐本體疏水、361閥后疏水、BCP系統疏水、吹灰系統疏水、暖風器疏水、有壓放水、除氧器溢放水等，針對擴容器排汽逃逸量較大、排汽能量損失的問題，疏水擴容器改造方案如圖1、2所示。

鍋爐本體疏水及暖風器、吹灰等系統疏水流入大氣式疏水擴容器后進行擴容，變為擴容蒸汽和擴容疏水。大氣式疏水擴容器由傳統意義上的開放式（與大氣環境直接連通）改造為封閉式，不與大氣環境直接連通，而是在鍋爐疏水擴容器的向空排汽管上增加一路蒸汽回收管路系統，將擴容蒸汽直接引入高低壓凝汽器的高壓端汽側。

疏水擴容器中的擴容疏水則首先引至冷凝水箱，由冷凝水泵送至凝汽器。為了保證該系統設備在極端工況下運行的安全性，同時保證疏水擴容器在正常運行工況下的密封性，并對擴容蒸汽和擴容疏水的熱力參數進行調節，在疏水擴容器的向空排汽管上增加一個安全閥。在極端運行工況下，當擴容器內蒸汽壓力超過設計值，安全閥打開，保證擴容器的安全運行。

5 疏水擴容器改造預期問題及難點

（1）本文從疏水擴容系統節能節水的角度對疏水系統進行改造，為了保證排汽系統的安全運行，防止危急情況發生超壓，需對設備的選型進行深入了解以及對管路強度進行校核計算，獲得適合本方案的最經濟排汽管尺寸及安全閥尺寸，同時根據該電廠現場設備情況，合理布置排汽管道走向以及疏水擴容器本體安全閥的位置；

（2）傳統大氣式疏水擴容器運行壓力高于大氣壓力，其運行壓力為內部汽水流通產生的阻力Pf與大氣壓力P0之和，內部汽水流通阻力主要包括內部折流的局部阻力、排汽管的沿程阻力及消音裝置阻力等。

6 疏水擴容器改造方案預期目標

本文針對1000MW超超臨界機組利用疏水擴容系統的優化設計及運行，實現超超臨界鍋爐疏水擴容器蒸汽的回收利用，預計補水可以降低至150t/h以下；按每天每臺機節約補水200t/h，每噸水按10元計算，每臺機組年經濟效益50萬元，以項目投資95萬元計算，約2年實現投資回收。

7 結束語

通過對1000MW超超臨界鍋爐疏水擴容器改造進行探究，位該電廠疏水系統的改造提供有效的解決方案。將開放式的大氣式疏水擴容器改造為封閉式，擴容蒸汽引入凝汽器的高壓端汽側的解決方案，進而降低機組補水以及啟動、運行的疏水損失，具有節約水源、運行安全可靠、系統簡單等優點，值得在其他超超臨界機組推廣。

參考文獻：

[1]中國電力行業年度發展報告2015[M].中國市場出版社.

[2]曠仲和.600MW超臨界機組鍋爐汽水分離器啟動疏水回收的解決方案[J].中國電力，2006（08）：33-36.