浅谈多机组空冷发电厂除盐水储存及输送的设计

董正帅（国核电力规划设计研究院,北京　100095）

浅谈多机组空冷发电厂除盐水储存及输送的设计

董正帅
（国核电力规划设计研究院,北京100095）

摘要：针对新疆某电厂4×660MW超临界直接空冷燃煤发电机组同时在建的情况，通过对厂内各个除盐水用水点及用水量分析，提出相应的除盐水储存及输送系统设计方案，以保证机组的安全稳定运行。

关键词：多机组；空冷；除盐水；储存及输送；设计

1　引言

火力发电厂是利用燃料在锅炉中燃烧加热除盐水生成蒸汽，利用蒸汽压力推动汽轮机旋转从而带动发电机旋转进行发电，因此除盐水在整个电厂生产过程中占有举足轻重的作用。

我国水资源时空分布非常不均匀，在中西部煤炭资源丰富而水资源紧缺的地区，发电厂多采用空冷机组，以达到节水的目的。新疆某电厂建设规模为4×660MW超临界直接空冷燃煤发电机组，锅炉型式：超临界参数变压直流炉、全悬吊结构塔式炉。锅炉最大蒸发量为2236t/h,单台机组启动锅炉最大上水量为700t/h。全厂四台机组同时建设，且后期厂内机组补水为长期连续运行工况，故设计合理的除盐水储存及输送系统，将对电厂的安全稳定运行产生极大的影响。

2　除盐水储存系统

除盐水储存系统主要为满足单台机组启动及事故状态最大除盐水用量。针对直流炉机组常规设计除盐水储存系统容积为：宜按机组启动冲洗水流量及冲洗时间确定或为最大1台锅炉3h的最大连续蒸发量。按照常规设计该厂除盐水储存系统容积为6708m3,但考虑该厂为直接空冷机组，机组启动阶段，除去锅炉冲洗用水量，空冷岛冲洗除盐水用量约为2000-2300m3，且后期正常运行阶段，夏季高温天气期间，空冷岛每天需采取3-4h除盐水冲洗降温措施，此时若某台机组启动，厂内除盐水很难合理分配，除盐水储存系统容积宜充分考虑该运行工况下实际需求，故该厂除盐水储存系统选择容积为：9000m3。

实践证明，机组启动调试阶段，因锅炉为塔式炉，水容积较大，且缺少相关调试经验，单台机组启动用水量为8000m3左右，配合水处理系统制水，满足了空冷岛冲洗用水量需求，缩短了机组启动时间，保证了机组按时投产。

后期运行亦证明，由于厂址所处新疆戈壁沙漠深处，管线长距离输水故障期间，延长了检修时间，极大的保证了厂内机组补水的稳定性。

3　除盐水输送系统设计方案的选择

根据《火力发电厂化学设计技术规程》中规定：“水处理室至主厂房的除盐水管道，应能同时输送最大一台机组的启动补给水量或锅炉化学清洗用水量及其余机组的正常补给水量。选用不锈钢管材时，可只设一条管道”。

机组的正常补水量按照最大蒸发量的1.5%考虑，则设计一条不锈钢除盐水输送管道，其输送能力最大应为830t/h，最小为一台机组正常运行补水量为0-33t/h，配置一台锅炉上水泵，用于启动阶段补水，配置五台（四用一备）运行用除盐水泵用于启动补水及每台机组正常运行补水，为保证对机组的补水量进行实时监控，除盐水输送系统设有在线的流量监测装置，同时需设置相应的流量调节阀门及检修旁路。常规除盐水输送系统示意图见图1。

图1　常规除盐水输送系统示意图

对于四台机组同步建设，常规设计的除盐水输送系统，其流量监测装置因测量最大值与最小值的差值较大，测量范围及测量精度不易选择，且正常运行阶段无法保证流量值测量的准确性。

单台机组的补水量为不确定值，且存在单台机组及多台机组同时补水的工况，同时需满足厂内其他用户的补水需求，此时除盐水泵需频繁的启停，易导致除盐水泵损坏，影响机组补水。

根据存在的问题，考虑设计一条不锈钢除盐水输送管道，其输送能力最大为830t/h，同时增加一条正常运行用小旁路，设置相应的流量监测装置以监测机组正常运行补水量。配置一台锅炉上水泵，用于启动阶段补水，配置三台（两用一备）运行用除盐水泵用于启动补水及机组正常运行补水，其流量选择为每两台机组的最大补水量及厂内其它除盐水用户50%的补水量，管路三的选择为与正常运行除盐水泵出力匹配，设置相应的流量自动调节阀与管路设置的压力变送器进行联锁，当管路压力值低于某一数值时，管路三调节门关小，向用水点补水，当管路压力值高于某一数值时，管路三调节门开大，补水返回除盐水储存系统。机组正常稳定运行阶段，机组补水量较小，可运行一台除盐水泵向机组补水，其它水泵备用。

该系统设计虽然能耗有所增加，但保证了全厂多台机组除盐水补水的安全稳定运行，且避免了除盐水泵的频繁启停，便于维护管理。其流程示意图见图2。

图2　多机组除盐水输送系统示意图

4　结论

（1）空冷机组除盐水储存系统容积较常规设计相比宜适量加大，额外考虑空冷岛冲洗用除盐水量需求。

（2）针对多台机组同时在建的情况，其除盐水输送系统，应考虑其流量监测的需求，并综合考虑满足单台机组启动及单台机组运行或多台机组运行等各种工况，方便运行管理。

作者简介：董正帅（1982-），男，山东即墨人，硕士研究生，工程师，研究方向：水电厂处理。