定排擴容器廢汽回收的應用研究

新疆錦龍電力集團有限公司 孫達偉 國家能源蓬萊發(fā)電有限公司 孫亞偉 李永濤

某火電廠是2×330MW機組鍋爐，每臺鍋爐都有定排擴容器，定排擴容器的廢汽排放損失大量熱能、高品質(zhì)冷凝水，同時污染環(huán)境、對附近設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，并且定排擴容器的排氣口與鍋爐的一次風機、送風機距離比較近，在冬季很容易導致一次風機、送風機入口濾網(wǎng)結(jié)冰堵塞，造成風機出力降低，機組降負荷。為了回收定排擴容器廢汽能耗，解決風機冬季入口濾網(wǎng)結(jié)冰問題，某電廠開發(fā)鍋爐定排擴容器蒸汽回收設(shè)備。

1 定排擴容器廢汽回收設(shè)備基本原理

在定排擴容器廢汽回收利用設(shè)備中，除鹽水或凝結(jié)水作為冷卻水通過噴嘴霧化成小水滴直接與定排擴容器廢汽混合，廢汽將熱量傳給冷卻水滴凝結(jié)成水，未凝結(jié)的蒸汽或水滴被冷卻水管外壁凝結(jié)成水流入容器，冷卻水管出口也接一噴嘴，達到利用廢汽及其含的熱量，消除廢汽造成的環(huán)境污染的目的。

圖1 定排擴容器廢汽回收設(shè)備原理圖

2 定排擴容器廢汽回收的實現(xiàn)

進入定排擴容器的高溫疏水主要有3路：一路是汽包連續(xù)排污，其首先進入連排擴容器在0.73MPa的壓力下閃蒸，閃蒸蒸汽進入除氧器，而高溫水進入定排擴容器在常壓下閃蒸，閃蒸蒸汽通過定排擴容器廢汽管排入大氣；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分鐘。閃蒸蒸汽很大，通過冷卻水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和電氣控制柜來實現(xiàn)定排擴容器廢汽回收，如圖2所示。

圖2 定排擴容器廢汽回收改造方案

2.1 冷卻水系統(tǒng)

這三路進入定排擴容器的高溫水的壓力、溫度都不相同，進入時間、持續(xù)時間也都不相同，導致定排擴容器壓力、溫度變化急劇，這要求定排擴容器廢汽回收設(shè)備結(jié)構(gòu)應適應壓力、溫度急劇變化。為了解決這個問題，從進入定排擴容器這三路高溫疏水的冷卻水下功夫：

首先，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，定期排污排放的高溫水閃蒸蒸汽流量雖然很大，但因為其排放時間太短、不具備回收價值，所以定期排污的蒸汽不予回收。

其次，汽包連續(xù)排污和吹灰疏水的高溫水，其冷卻水采用凝結(jié)水，在凝結(jié)水泵出口、軸封加熱器水側(cè)接出一不銹鋼管路，后加裝截止門（稱冷卻水總門），且在定排擴容器廢汽回收設(shè)備附近加裝自力式節(jié)流閥，用來將凝結(jié)水壓力自動調(diào)節(jié)到0.3～0.5MPa，并加裝一個電動門（稱冷卻水總電動門），過濾器，就地加裝1塊壓力表。冷卻水支管分6路進定排擴容器排汽回收利用設(shè)備，其中2路通過調(diào)整手動閥門（稱連排蒸汽回收調(diào)節(jié)門）開度保證完全回收汽包連續(xù)排污閃蒸蒸汽；另外4路利用手動閥門（稱吹灰蒸汽回收調(diào)節(jié)門）調(diào)節(jié)開度完全回收吹灰疏水閃蒸蒸汽。當吹灰開始時，這4路利用手動閥門前的電動門（稱吹灰蒸汽回收電動門）自動開啟，吹灰結(jié)束后電動門自動關(guān)閉，這樣可以實現(xiàn)自動適應吹灰操作時蒸汽回收的要求。

2.2 蒸汽系統(tǒng)

將定排擴容器原排汽管路隔絕，將定排擴容器原廢汽排放管路部分用定排擴容器廢汽回收設(shè)備替換，然后返回原排氣管。

2.3 回收系統(tǒng)

凝結(jié)后的凝結(jié)水和冷卻水統(tǒng)稱回水，回水先流入水罐，通過高壓給水泵打到5#低壓加熱器后的水側(cè)入口管，在附近加裝截止門（稱回水出口總門）；水罐全封閉，設(shè)置有磁翻板水位計、溢流水管、放水管，溢流水管、放水管采用普通碳鋼，放水管加裝放水門；高壓給水泵前設(shè)入口電動門、泵后設(shè)出口電動門、止回閥，入口電動門前管路設(shè)置取樣門，止回閥后設(shè)就地壓力表，高壓給水泵采用變頻控制，維持水罐水位在+500mm；回水化驗不合格時，通過放水門排放到渣漿池?；灪细窈筮M行回收。

2.4 電氣控制柜功能

電氣控制柜控制出、入口電動門的開關(guān)，冷卻水總電動門、吹灰蒸汽回收電動門的開關(guān)，以及高壓給水泵的啟停，并且柜內(nèi)配置相應的電機保護設(shè)備和相應的電源回路保護設(shè)備。當設(shè)備調(diào)試正常后，將控制柜選擇按鈕從“就地”位置撥到“遠控”位置，即可實現(xiàn)如下功能：吹灰系統(tǒng)蒸汽總門開，自動開啟吹灰蒸汽回收電動門；吹灰系統(tǒng)蒸汽總門關(guān)，自動關(guān)閉吹灰蒸汽回收電動門；給水泵停運立即自動關(guān)閉水泵出、入口電動門、冷卻水總電動門；通過高壓給水泵的變頻裝置，控制高壓給水泵的轉(zhuǎn)速，維持水箱水位在+500mm，波動范圍100mm。

3 定排擴容器廢汽回收設(shè)備的創(chuàng)新點

定排擴容器回收裝置中的冷卻水通過噴嘴將水分解形成霧狀小水滴，水滴與蒸汽接觸加熱、水溫升高，非凝氣體中在水中的分壓逐步降低，該加熱過程所以能夠很快完成，得益于水滴接觸面積大，蒸汽中局部非凝結(jié)氣體的壓力較非凝結(jié)氣體在水中的含量而言非常低，這就迫使非凝結(jié)氣體從水中分離出來，起到了一級除氧的效果，降低熱力系統(tǒng)中除氧器的負荷。

采用直接混合傳熱冷卻，設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)簡單，可直接安裝在排氣管，設(shè)備本身采用耐腐蝕材料、沒有轉(zhuǎn)動部件，因此耐腐蝕性強，運行可靠；可不論負荷高低連續(xù)運行，運行過程中不需調(diào)整操作。系統(tǒng)投入、停止只需開關(guān)一個除鹽水閥門且對原系統(tǒng)沒有影響，不需對原系統(tǒng)作任何操作。設(shè)備無動力消耗，免維護、維修。

4 定排擴容器廢汽回收設(shè)備改造效果

能將蒸汽熱量、高品質(zhì)的水全部回收，目視排氣管不冒汽；當定排擴容器壓力高于冷凝水壓力時自動停止回收。徹底解決了風機冬季入口濾網(wǎng)結(jié)冰問題。

汽包連續(xù)排污，據(jù)計算排放量平均在0.67t/h左右；吹灰疏水，每班吹灰一次、一天三次，每次延續(xù)2小時，閃蒸蒸汽據(jù)估計2t/h左右，采用除鹽水溫度20℃，回水溫度≤80℃，冷卻水量約24t/h。依據(jù)某火電廠組利用小時數(shù)完成4420小時、標煤價670元/噸、除鹽水成本價7.25元/噸計算，每臺定排擴容器排汽回收后，年節(jié)汽量折標煤303.4噸，回收純水3320噸，年節(jié)約總價值22.7萬元。

5 結(jié)語

采用定排擴容器廢汽回收技術(shù)，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本22.7萬元，同時解決了風機冬季安全運行問題，達到了預期效果。同時，對發(fā)電企業(yè)來說在環(huán)保方面產(chǎn)生了良好的社會效益，這是無法用經(jīng)濟的尺度來衡量的。