600MW空冷机组凝结水精处理改造

范焕霞

(大唐阳城发电有限责任公司,山西晋城 048102)

600MW空冷机组凝结水精处理改造

范焕霞

(大唐阳城发电有限责任公司,山西晋城 048102)

以大唐阳城发电有限责任公司2×600 MW间接空冷机组凝结水精处理改造为例,分析了粉末树脂覆盖过滤器和高速混床技术,并对比了改造前后运行情况和取得的经济效益,肯定了高速混床式凝结水精处理技术在间接空冷机组上的成功应用。

凝结水;粉末树脂覆盖过滤器;高速混床;改造

21 世纪能源问题已经成为制约全球工业行业发展的瓶颈。因此,节能降耗工作迫在眉睫,急需落实,也成为发电企业生产经营管理水平的重要标准之一。

1 设备现状

大唐阳城发电有限责任公司 2×600 MW机组,锅炉是东方锅炉厂引进美国F.W公司技术制造,型式为亚临界、一次中间再热、双拱形单炉膛、“W”型火焰、平衡通风、固态排渣、露天布置、自然循环汽包型燃煤锅炉,型号为DG2060/17.6-II3。汽轮发电机组是哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机,型号为NJK 600-16.7/538/538。机组原设计凝结水精处理系统采用北京佳美公司供货的中压凝结水精处理装置,对凝结水进行100%处理。每台机组安装3台50%容量粉末树脂覆盖过滤器,机组正常时2台运行、1台备用,失效终点由进出口压差、氢导电率、硅含量、周期制水量等参数控制。当1台过滤器到失效状态,则系统自动投入备用过滤器,失效过滤器退出运行,并进入爆膜、清洗及铺膜程序,粉末树脂覆盖过滤器主要技术参数见表1。

表1 粉末树脂覆盖过滤器主要技术参数表

大唐阳城发电有限责任公司2×600 MW间接空冷机组相继于2007年08月、09月投入商业运行。在这一年多运行中,发现凝结水精处理阴阳树脂粉和纤维粉实际消耗量超过设计值,造成精处理日常维护量和物料费用远远超过当初预算。

2 8号机组2008年凝结水粉末树脂覆盖过滤器消耗物料计算

粉末树脂覆盖过滤器运行终点是由其进出口差压、出口氢导电率、出口硅含量、周期处理水量等多项指标来判定,同时,因实际运行状况多变,运行周期往往达不到设计值,一般运行时间为10～15 d,约为设计值的一半。年度阴阳树脂和纤维粉消耗量增加较多,由于爆膜、清洗、铺摸频繁,消耗除盐水量也随之增加,2008年8号机组实际运行情况与设计情况比较见表2。

表2 2008年8号机组实际运行情况与设计情况比较

a)粉末树脂覆盖过滤器每次铺膜所需物料约为设计值3倍,而运行时间却只有设计值1/3,所以年度消耗量约为设计值的6倍。这样,2008年8号机组精处理铺膜物料费用约为18.6×(4.95+4.95)+13.8×0.99=197.8万元 (阴阳树脂18.6万元/t,纤维粉13.8万元/t)。

b)每次爆膜、铺膜需除盐水100 t,2008年8号机组精处理爆膜、铺膜用水约100×34=3 400 t。若每吨除盐水按4.68计算,则合4.68×3 400=1.59万元。

c)粉末树脂覆盖过滤器铺膜结束后,为确保过滤器滤元上的膜完整,系统保持泵运行直到该过滤器投入运行方可停运。按每次铺膜后保持泵运行2 d来计算,则2008年保持泵共耗电量为 15×80%×48×34=19 584 kW ·h(保持泵功率15 kW,2008年爆膜铺膜34次)。若每kW·h耗电量按0.355(2008年平均上网电价)计算,则合0.355×19 584=6 952.32元。

d)2008年度8号机组粉末树脂覆盖过滤器年度费用约为197.8+1.59+0.695=200万元,平均爆膜铺膜一次费用为5.88万元。

e)2008年8号机组运行时间为5 720.47 h,合238 d,所以8号机组2008年爆膜铺膜次数约为34次。

f)每次铺膜所需物料的配比是依据水质情况随时调整,大致比例是阴阳树脂1∶1,树脂与纤维粉10∶1。

h)机组刚启动时,由于水质较差,精处理过滤器爆膜、铺膜次数更频繁。

3 增加高速混床系统方案的可行性

a)机组原设计的粉末树脂覆盖过滤器系统是为处理空冷机组温度较高 (相比湿冷机组)的凝结水系统而设计的,运行成本较高,特别是新投运机组,为使水汽品质合格,不但频繁切换粉末树脂覆盖过滤器,而且还得加大锅炉排污,不利于节能降耗。

b)在环境温度较低时,2×600 MW间接空冷机组凝结水温度较低,是适合一般高速混床精处理的,这就为增加高速混床提供了可能性。

表3 2008年1月—12月环境温度和凝结水温度等参数

由表3可以看出,1 a内凝结水平均温度小于50℃的月份有1月—4月和10月—12月,共7个月,使用一般高速混床很有潜力可挖。2×600 MW机组安装时留有扩建余地,为增加凝结水精处理装置提供空间可行性。

4 增加高速混床系统的方案

在对原系统认真研究、现存问题仔细分析的基础上,确保凝结水精处理系统 “安全可靠,结构合理”的原则下,大唐阳城发电有限责任公司决定对原凝结水精处理系统进行改造,最后采用在原系统的基础上,2台机组各增加1套100%容量的高速混床,公用1套体外再生系统的改造方案,高速混床系统的设计参数见表4。

表4 高速混床系统的设计参数表

新增加的高速混床系统与原粉末树脂过滤系统串联,改造后凝结水精处理系统的流程图见图1。

图1 改造后凝结水精处理系统的流程图

如图1所示,凝结水精处理系统有2组旁路门,1组是粉末过滤器和高速混床的旁路门,即主旁路;另1组是高速混床的旁路门。主旁路包括电动旁路门和手动旁路门两路,其中,电动旁路门采用调节蝶阀,有3个挡位,即0～50%～100%;手动旁路门是事故旁路,人为手动开启。高速混床旁路门只包括1个电动蝶阀,为全开全关型。

正常运行时,粉末覆盖过滤器2台运行 (过滤器中不铺树脂粉,粉末覆盖过滤器滤元空隙为5μm,可起到过滤铁铜氧化物及其他大颗粒悬浮物作用)1台备用;高速混床2台运行无备用,两组旁路门均保持关闭。当1台粉末过滤器因故停运或反洗时,主旁路蝶阀能自动开启至50%的位置,直至另1台粉末过滤器投运正常才关闭;当3台粉末过滤器全部停运时,主旁路蝶阀能自动开启至100%的位置。另外,当精处理系统出现异常情况(如出入口压差超过设定值或总流量超过设定值)或凝结水温度超过70℃时,主旁路蝶阀均能自动100%开启,从而确保凝结水通畅,同时,保护精处理设备和树脂。高速混床旁路门在系统正常运行时关闭,当高速混床出现异常情况 (如出入口压差超过设定值或总流量超过设定值)或凝结水温度超过65℃时,将会自动全开,确保系统安全。

在凝结水精处理高速混床控制室内,安装有2台工控机,用于系统的监控和操作。高速混床的投停及再生均采用程序控制。高速混床控制系统与一期化学水处理控制系统联网,在水处理控制室实现了对高速混床系统的监控和远程操作。另外,高速混床系统还通过光纤与粉末树脂覆盖过滤器系统监控网络进行数据通讯,以便系统切换和操作。

5 高速混床投运后实际效果和运行费用

大唐阳城发电有限责任公司增装高速混床工程于2008年9月份开始施工,2008年12月份开始调试,8号机组于2009年 1月 15日投入正常运行,随后7号机组也投入正常运行。

高速混床投运后,凝结水水质得到了很大提升,大大减少了机组正常运行中的锅炉排污量,有效降低了机组补水率,1月份8号机组补水率1.48%,比去年降低0.27%。另外,由于实际运行中高速混床出水品质优良,单按水质要求高速混床可以连续运行55～60 d。为确保高速混床树脂的处理能力和凝结水质,依据经验,规定按其周期处理水量来控制,一般运行40～45 d再生一次。

高速混床运行费用计算 (按投运 7个月/a、45 d/再生)。

a)高速混床再生一次所需除盐水160 t,1 a除盐水用量为160×5=800 t(5次再生/a),则合4.68×800=0.37万元。

b)高速混床再生一次所酸碱各1.5 t,1 a所需酸碱用量各1.5×5=7.5 t,则合2 000×7.5+950×7.5=2.2万元 (酸2 000元/t,碱950元/t)。

c)由于空冷机组凝结水温度较高,高速混床树脂失效比湿冷机组要快,按1 a补充10%树脂来计算 (混床初装阳树脂36筒,阴树脂 24筒(140 L/筒),费用合计36万元),1 a补充树脂所需费用为36×10%=3.6万元。

d)高速混床精处理运行1 a的费用为0.37+2.2+3.6=6.17万元,平均再生一次费用为1.23万元。

6 混床和粉末树脂过滤器效果比较

粉末树脂过滤器爆膜铺膜一次5.88万元。若按粉末树脂过滤器1 a少运行7个月,10 d爆膜铺膜一次来计算,少爆膜铺膜21次,减少费用5.88×21=123.48万元;而高速混床精处理运行1 a的费用为6.17万元,可以算出,1台机组1a由于投运高速混床减少费用123.48-6.17=117.31万元,经济效益相当可观。另外由于高速混床投运,汽水品质提升,有效减少机组除盐水用量。按1月—2月份8号机组补水率1.22%计算,月度减少除盐水量约0.35万t,1 a减少除盐水量约0.35×7=2.45万t,则合4.68×2.45=11.47万元。这两项1 a可节约128.8万元,估计高速混床运行6 a即可返回投资成本。

粉末树脂过滤器运行时,给水、蒸汽氢导合格率达不到100%;但高速混床投运后,不但给水、蒸汽氢导合格率全部达100%,其他汽水品质也都达到了优秀,有效减缓了热力设备的腐蚀,在一定程度上延长了设备的使用寿命;因机组排污量大大减少,提高了机组的热效率,降低了供电煤耗,积极响应国家提出 “节能减排”号召。

7 结论和建议

a)高速混床精处理系统在凝结水温度合适的条件下,可以在空冷机组上应用。

b)空冷机组凝结水精处理系统在设计时可以根据凝结水温度,选用树脂粉末过滤器加高速混床系统。

600MW Air-cooling Unit CondensateWater Treatment Transformation

FAN Huan-xia
(Datang Yangcheng Power Generation Co.,Ltd,Jincheng,Shanxi 048102,China)

Take the transformation o f 2×600 MWindirectair-coo ling units condensatew ater treatment as an exam ple,the technologies of pow der resin covering filer and high-speedm ixed bed were analyzed.Comparisons beforeand after the transformation are done in terms of their operation situations and econom ic benefits,which confirms the successfulapplication of highspeed m ixed bed condensate water treatment technology on air-coo ling units.

condensate water;powder resin covering filer;high-speedm ixed bed;transformation

TM 621.8

B

1671-0320(2010)05-0056-03

2010-05-10,

2010-07-14

范焕霞 (1973-),女,山西万荣人,1995年毕业于太原电力高等专科学校热能动力专业,工程师,从事发电厂机组运行维护管理工作。