1000MW超超临界锅炉疏水扩容器节能改造探究

宋杰 王许

摘 要：针对华电某电厂超超临界机组疏水扩容器节能节水的预期目标，提出将开放式大气式疏水扩容器改造为封闭式，扩容蒸汽引入凝汽器的高压端汽侧的解决方案，具有回收工质、安全运行、降低机组补水和减小疏水损失的优点。

关键词：超超临界机组；疏水扩容器；凝汽器；节能节水

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

1 引言

目前，我国全口径发电装机容量为14.6亿千瓦，其中火电装机10.1亿千瓦，占全部装机容量的66.9%[1]。超超临界锅炉机组在启动和运行过程中排放大量的水和蒸汽，疏水的大量排放不仅造成化水车间制水紧张，增加运行成本，同时过多的淡水消耗还将被征收水资源费用[2]。国内超临界锅炉启动疏水扩容器的疏水只有少部分经扩容凝结成水回收至凝汽器，大部分扩容蒸汽通过排汽管直接与大气联通外排，蒸汽损失量较大。以1000MW超超临界机组平均补水460t/d、年平均发电利用小时数5500h计算，每年淡水消耗超过11.5万吨。

2 疏水扩容器改造目的

超临界、超超临界锅炉设置锅炉启动疏水扩容器及水箱来回收锅炉启动工况下的锅炉疏水，本文对疏水扩容器排汽工质回收的节能节水技术进行探究。一方面降低锅炉启动和运行疏水损失和机组补水量，减少疏水泵运行时间，节约电耗，此外可以避免凝汽器背包式疏水扩容器超温超压，减小管道的振動和噪音。

3 设备概况

华电集团某电厂一期工程2×1000MW超超临界机组，其锅炉为东方锅炉有限公司设计与制造的超超临界参数变压直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉；其汽轮机岛由东方汽轮机有限公司设计与制造的单轴四缸四排汽型汽轮机，从机头到机尾依次串联，一个单流高压缸、一个双流中压缸及两个双流低压缸。

4 疏水扩容器改造方案

锅炉侧输送至疏水扩容器的疏水主要包括锅炉本体疏水、361阀后疏水、BCP系统疏水、吹灰系统疏水、暖风器疏水、有压放水、除氧器溢放水等，针对扩容器排汽逃逸量较大、排汽能量损失的问题，疏水扩容器改造方案如图1、2所示。

锅炉本体疏水及暖风器、吹灰等系统疏水流入大气式疏水扩容器后进行扩容，变为扩容蒸汽和扩容疏水。大气式疏水扩容器由传统意义上的开放式（与大气环境直接连通）改造为封闭式，不与大气环境直接连通，而是在锅炉疏水扩容器的向空排汽管上增加一路蒸汽回收管路系统，将扩容蒸汽直接引入高低压凝汽器的高压端汽侧。

疏水扩容器中的扩容疏水则首先引至冷凝水箱，由冷凝水泵送至凝汽器。为了保证该系统设备在极端工况下运行的安全性，同时保证疏水扩容器在正常运行工况下的密封性，并对扩容蒸汽和扩容疏水的热力参数进行调节，在疏水扩容器的向空排汽管上增加一个安全阀。在极端运行工况下，当扩容器内蒸汽压力超过设计值，安全阀打开，保证扩容器的安全运行。

5 疏水扩容器改造预期问题及难点

（1）本文从疏水扩容系统节能节水的角度对疏水系统进行改造，为了保证排汽系统的安全运行，防止危急情况发生超压，需对设备的选型进行深入了解以及对管路强度进行校核计算，获得适合本方案的最经济排汽管尺寸及安全阀尺寸，同时根据该电厂现场设备情况，合理布置排汽管道走向以及疏水扩容器本体安全阀的位置；

（2）传统大气式疏水扩容器运行压力高于大气压力，其运行压力为内部汽水流通产生的阻力Pf与大气压力P0之和，内部汽水流通阻力主要包括内部折流的局部阻力、排汽管的沿程阻力及消音装置阻力等。

6 疏水扩容器改造方案预期目标

本文针对1000MW超超临界机组利用疏水扩容系统的优化设计及运行，实现超超临界锅炉疏水扩容器蒸汽的回收利用，预计补水可以降低至150t/h以下；按每天每台机节约补水200t/h，每吨水按10元计算，每台机组年经济效益50万元，以项目投资95万元计算，约2年实现投资回收。

7 结束语

通过对1000MW超超临界锅炉疏水扩容器改造进行探究，位该电厂疏水系统的改造提供有效的解决方案。将开放式的大气式疏水扩容器改造为封闭式，扩容蒸汽引入凝汽器的高压端汽侧的解决方案，进而降低机组补水以及启动、运行的疏水损失，具有节约水源、运行安全可靠、系统简单等优点，值得在其他超超临界机组推广。

参考文献：

[1]中国电力行业年度发展报告2015[M].中国市场出版社.

[2]旷仲和.600MW超临界机组锅炉汽水分离器启动疏水回收的解决方案[J].中国电力，2006（08）：33-36.