定排扩容器废汽回收的应用研究

2021-08-10新疆锦龙电力集团有限公司孙达伟国家能源蓬莱发电有限公司孙亚伟李永涛

电力设备管理 2021年7期

新疆锦龙电力集团有限公司孙达伟国家能源蓬莱发电有限公司孙亚伟李永涛

某火电厂是2×330MW机组锅炉，每台锅炉都有定排扩容器，定排扩容器的废汽排放损失大量热能、高品质冷凝水，同时污染环境、对附近设备产生腐蚀，并且定排扩容器的排气口与锅炉的一次风机、送风机距离比较近，在冬季很容易导致一次风机、送风机入口滤网结冰堵塞，造成风机出力降低，机组降负荷。为了回收定排扩容器废汽能耗，解决风机冬季入口滤网结冰问题，某电厂开发锅炉定排扩容器蒸汽回收设备。

1 定排扩容器废汽回收设备基本原理

在定排扩容器废汽回收利用设备中，除盐水或凝结水作为冷却水通过喷嘴雾化成小水滴直接与定排扩容器废汽混合，废汽将热量传给冷却水滴凝结成水，未凝结的蒸汽或水滴被冷却水管外壁凝结成水流入容器，冷却水管出口也接一喷嘴，达到利用废汽及其含的热量，消除废汽造成的环境污染的目的。

图1 定排扩容器废汽回收设备原理图

2 定排扩容器废汽回收的实现

进入定排扩容器的高温疏水主要有3路：一路是汽包连续排污，其首先进入连排扩容器在0.73MPa的压力下闪蒸，闪蒸蒸汽进入除氧器，而高温水进入定排扩容器在常压下闪蒸，闪蒸蒸汽通过定排扩容器废汽管排入大气；第二路是吹灰疏水，每天吹灰一次；第三路是定期排污，每周一、三、五排一次，每次5分钟。闪蒸蒸汽很大，通过冷却水系统、蒸汽系统、回收系统和电气控制柜来实现定排扩容器废汽回收，如图2所示。

图2 定排扩容器废汽回收改造方案

2.1 冷却水系统

这三路进入定排扩容器的高温水的压力、温度都不相同，进入时间、持续时间也都不相同，导致定排扩容器压力、温度变化急剧，这要求定排扩容器废汽回收设备结构应适应压力、温度急剧变化。为了解决这个问题，从进入定排扩容器这三路高温疏水的冷却水下功夫：

首先，经过分析发现，定期排污排放的高温水闪蒸蒸汽流量虽然很大，但因为其排放时间太短、不具备回收价值，所以定期排污的蒸汽不予回收。

其次，汽包连续排污和吹灰疏水的高温水，其冷却水采用凝结水，在凝结水泵出口、轴封加热器水侧接出一不锈钢管路，后加装截止门（称冷却水总门），且在定排扩容器废汽回收设备附近加装自力式节流阀，用来将凝结水压力自动调节到0.3～0.5MPa，并加装一个电动门（称冷却水总电动门），过滤器，就地加装1块压力表。冷却水支管分6路进定排扩容器排汽回收利用设备，其中2路通过调整手动阀门（称连排蒸汽回收调节门）开度保证完全回收汽包连续排污闪蒸蒸汽；另外4路利用手动阀门（称吹灰蒸汽回收调节门）调节开度完全回收吹灰疏水闪蒸蒸汽。当吹灰开始时，这4路利用手动阀门前的电动门（称吹灰蒸汽回收电动门）自动开启，吹灰结束后电动门自动关闭，这样可以实现自动适应吹灰操作时蒸汽回收的要求。

2.2 蒸汽系统

将定排扩容器原排汽管路隔绝，将定排扩容器原废汽排放管路部分用定排扩容器废汽回收设备替换，然后返回原排气管。

2.3 回收系统

凝结后的凝结水和冷却水统称回水，回水先流入水罐，通过高压给水泵打到5#低压加热器后的水侧入口管，在附近加装截止门（称回水出口总门）；水罐全封闭，设置有磁翻板水位计、溢流水管、放水管，溢流水管、放水管采用普通碳钢，放水管加装放水门；高压给水泵前设入口电动门、泵后设出口电动门、止回阀，入口电动门前管路设置取样门，止回阀后设就地压力表，高压给水泵采用变频控制，维持水罐水位在+500mm；回水化验不合格时，通过放水门排放到渣浆池。化验合格后进行回收。

2.4 电气控制柜功能

电气控制柜控制出、入口电动门的开关，冷却水总电动门、吹灰蒸汽回收电动门的开关，以及高压给水泵的启停，并且柜内配置相应的电机保护设备和相应的电源回路保护设备。当设备调试正常后，将控制柜选择按钮从“就地”位置拨到“远控”位置，即可实现如下功能：吹灰系统蒸汽总门开，自动开启吹灰蒸汽回收电动门；吹灰系统蒸汽总门关，自动关闭吹灰蒸汽回收电动门；给水泵停运立即自动关闭水泵出、入口电动门、冷却水总电动门；通过高压给水泵的变频装置，控制高压给水泵的转速，维持水箱水位在+500mm，波动范围100mm。

3 定排扩容器废汽回收设备的创新点

定排扩容器回收装置中的冷却水通过喷嘴将水分解形成雾状小水滴，水滴与蒸汽接触加热、水温升高，非凝气体中在水中的分压逐步降低，该加热过程所以能够很快完成，得益于水滴接触面积大，蒸汽中局部非凝结气体的压力较非凝结气体在水中的含量而言非常低，这就迫使非凝结气体从水中分离出来，起到了一级除氧的效果，降低热力系统中除氧器的负荷。

采用直接混合传热冷却，设备体积小、结构简单，可直接安装在排气管，设备本身采用耐腐蚀材料、没有转动部件，因此耐腐蚀性强，运行可靠；可不论负荷高低连续运行，运行过程中不需调整操作。系统投入、停止只需开关一个除盐水阀门且对原系统没有影响，不需对原系统作任何操作。设备无动力消耗，免维护、维修。

4 定排扩容器废汽回收设备改造效果

能将蒸汽热量、高品质的水全部回收，目视排气管不冒汽；当定排扩容器压力高于冷凝水压力时自动停止回收。彻底解决了风机冬季入口滤网结冰问题。

汽包连续排污，据计算排放量平均在0.67t/h左右；吹灰疏水，每班吹灰一次、一天三次，每次延续2小时，闪蒸蒸汽据估计2t/h左右，采用除盐水温度20℃，回水温度≤80℃，冷却水量约24t/h。依据某火电厂组利用小时数完成4420小时、标煤价670元/吨、除盐水成本价7.25元/吨计算，每台定排扩容器排汽回收后，年节汽量折标煤303.4吨，回收纯水3320吨，年节约总价值22.7万元。