鍋爐9.8 MPa高壓蒸汽品質在線檢測方案

趙雨春

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200)

引 言

熱電裝置所用燃料煤來自余吾煤，采用帶式輸送機送至熱電裝置鍋爐爐前原煤倉供鍋爐燃用。原煤倉內原煤落入中速磨煤機磨制成粉，噴入爐膛燃燒，煤粉在鍋爐內燃燒后產生的煙氣經脫硝裝置脫硝、布袋除塵器除塵、脫硫設施脫硫后，通過210 m高的煙囪排放。

熱電裝置為山西潞安礦業(集團)一體化項目的企業自備熱電站，主要目的為滿足工藝裝置各單元的用熱需求，同時，消耗工藝裝置副產的各類次高、中、低壓蒸汽；在滿足工藝裝置用汽、產汽需求的前提下，通過熱電聯產來部分滿足工藝裝置的用電需求，減少裝置外購電量。熱電裝置4臺鍋爐所產高壓蒸汽主要供應項目空分裝置的驅動透平用汽，剩余蒸汽供應至熱電裝置設置的1臺B15機組。

各工藝裝置副產的次高壓、中壓蒸汽量偏大，工藝裝置自身無法全部消耗，同時，裝置低低壓蒸汽負荷需求量也偏大，裝置自身產汽無法滿足要求，故根據裝置產汽情況以及需求情況，熱電裝置設置有2臺次高壓25 MW余熱利用抽汽機組和2臺中壓25 MW余熱利用抽汽機組。裝置富裕的次高壓、中壓蒸汽通過4臺抽汽機組發電消耗，同時，4臺機組均設置有低低壓蒸汽抽汽口，通過汽輪機抽汽來滿足裝置低低壓蒸汽負荷的需求。4臺余熱汽輪發電機組的可調抽汽主要用于熱電裝置中壓除氧器加熱以及滿足低低壓蒸汽管網需求。針對現有設施高壓蒸汽品質取樣位置與信號提供的問題，為檢測進入空分裝置汽輪機的蒸汽品質是否達標，在2根高壓蒸汽母管上增加蒸汽品質取樣與分析設備。制定出9.8 MPa(g)蒸汽品質檢測方法，并進行可行性方案對比。

1 方案闡述

1) 9.8 MPa(g)蒸汽品質檢測內容

根據空分裝置要求，需在供給空分裝置的2根總管上增加蒸汽品質取樣與分析設備，檢測內容包括蒸汽中的SiO2及電導率。每根蒸汽管線上需增加1套SiO2分析儀，1套電導率分析儀，2根蒸汽管線，共需增設2套SiO2分析儀，2套電導率分析儀。根據火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準(GB12145-2006)要求檢查指標如第44頁表1。

2) 檢測設備

除增加SiO2分析儀及電導率分析儀以外，還需考慮配套設施。整個檢測系統中包括標準取樣探頭、箱體式結構、分析儀安裝、單流路樣品處理系統、帶快速回路、三級冷卻及壓力流量顯示單元等系統。為保證檢測結果不受外界環境的干擾以及對檢測儀表系統元器件的保護，檢測儀器需設置在獨立的分析

表1 檢測指標

室內。分析室尺寸約為3 m(長)×3 m(寬)×3.5(高)，其配套設施如門、窗、GDS(可燃有毒氣體檢測)、HVAC(通風系統)、接地系統、配套公用工程等。

3) 檢測系統設置方案

根據現場情況，蒸汽母管已經水壓試驗完成，且現階段正在進行蒸汽吹掃，蒸汽母管上無法對取樣檢測重新開孔。本方案利用靠近空分裝置柱536至柱537之間的調節閥壓力控制取壓點作為蒸汽檢測取樣口，對原有系統進行改造，由只取壓更改為取壓和取樣兩路。除修改原系統以外，新增的檢測儀器系統還需增加配套公用工程內容。檢測內容為三級冷卻系統，需配備冷脫鹽水作為冷卻水，同時，需考慮取樣凝液管及安全排放管外排位置。圖1為分析儀表系統流程圖。

圖1 分析儀表系統流程圖

4) 分析室放置位置分析儀表盡可能地靠近取樣點放置，且需考慮遠離危險泄漏點，放置地無地下管線。初步選擇放置在柱536至柱537管廊東側?？紤]到現階段地下工程已經完畢，且分析室排液為蒸汽冷凝液，不再增加專為分析室排液用地漏，系統排液管可就近排入附近的雨水系統。

5) 信息傳輸

分析儀表為在線監測，結果信息參數可接入空分的機柜間，再通過光纖的方式最終送至CCR。

2 亟需考慮的問題

1) 蒸汽品質要求檢測內容為SiO2及電導率，按照火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準(GB12145-2006)分析可行性。

2) 熱電內部高壓蒸汽管道采用母管制，每臺鍋爐高壓蒸汽并至母管之前管線均有SiO2及電導率檢測手段，且9.8 MPa(g)管網上有高壓發電機組。無論是高壓發電機組還是空分的透平均應采用同一個標準進行衡量；如高壓發電機組的要求指標更嚴苛于空分透平，在熱電內部即可滿足蒸汽品質檢測的要求，無需在外管增加檢測手段。

3) 高壓蒸汽外管上增加蒸汽品質分析儀表，存在一定的安全隱患，即增加了高壓蒸汽的事故泄漏點。

4) 高壓蒸汽外管上增加蒸汽品質分析儀表所需的公用工程、通訊光纖等內容需利用已建成管廊，改造內容多、工程量大。