大流量過濾器在電廠凝結(jié)水系統(tǒng)的應(yīng)用
1 概 況
江蘇利港電力有限公司目前有一、二期工程350 MW機(jī)組4臺(tái)，三、四期工程正在建設(shè)中，其中一、二期凝結(jié)水系統(tǒng)沒有凝結(jié)水處理設(shè)備。單臺(tái)凝泵流量875 t/h，入口溫度32．9 oC，壓頭2．16MPa，出口管路通徑300mm。
2 啟動(dòng)初期凝結(jié)水處理的必要性
機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的凝結(jié)水處理對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著很大的影響。冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，凝結(jié)水中氧化鐵等固形物會(huì)形成溶解性物質(zhì)結(jié)垢，并引起垢下腐蝕。為清除這些物質(zhì)，需加長啟動(dòng)清洗時(shí)間，并大量排污；還需長時(shí)間燒油維持鍋爐的低負(fù)荷，甚至還存在著為了搶負(fù)荷而犧牲水汽品質(zhì)的問題，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。凝結(jié)水系統(tǒng)中，大約90％ 以上的金屬污染物是固體顆粒狀的，而其中絕大部分是鐵，其顆粒大小主要為6～15 ttm。因此機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，必須對凝結(jié)水進(jìn)行除鹽精處理或過濾掉固形物? ，美國EPRI對污染物含量要求控制在小于10×10 以內(nèi)。
3 處理方案比較
國內(nèi)目前使用的除鐵器，效果差，故障率高，使用率低。傳統(tǒng)線繞和噴熔式過濾器，由于占地面積大，壓差大以及更換濾芯非常麻煩，其使用有很大的局限性。由于這兩種形式除鐵效率不高，也逐漸被淘汰。
打折式濾芯(見圖1)由于濾芯是外進(jìn)里出，除了過濾比很低外，其不合理的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其流量分配不均，濾芯壽命短。
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噴熔式濾芯(圖2)由于其通量小，壓差大，1臺(tái)處理凝結(jié)水的過濾器，往往要裝上500—1 000支濾芯。濾芯的安裝要求極高，一旦有1支濾芯漏流，整個(gè)過濾器的效果就減小很多。其過濾比I3值在40～100之間(過濾40—100個(gè)顆粒時(shí)最多漏過1個(gè)顆粒)。而且由于其工藝局限，質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)快速去除凝結(jié)水固形物的要求。
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美國PALL公司是一家有50多年過濾技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)廠家，其專利技術(shù)(Uhipleat。High Flowtechnology，簡稱UHF)能有效地控制凝結(jié)水中的金屬及硅等固體污染物。
UHF濾芯是PALL公司近年研發(fā)的專利產(chǎn)品(見圖3)，允許高流量的介質(zhì)通過濾材，具有高效、低壓損和長壽命等優(yōu)點(diǎn)。濾芯的里進(jìn)外出結(jié)構(gòu)使得容易更換濾芯，同時(shí)保持污染物在濾芯的內(nèi)部。濾芯的無金屬結(jié)構(gòu)使得它可以進(jìn)行完全燃燒、壓扁等環(huán)保處理。濾芯的B值達(dá)3000。濾殼中可裝多支濾芯，可以使用很廣的流量范圍，無論是啟動(dòng)還是連續(xù)運(yùn)行時(shí)都可使用。濾芯經(jīng)久耐用，還可以最少地、最經(jīng)濟(jì)地配置過濾器。
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幾種傳統(tǒng)的過濾方法和PALL公司大流量過濾器性能比較列于表1。
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Pall公司大流量凝結(jié)水過濾器，具有過濾通量大、壓差小、占地小、精度高、安裝方便等特點(diǎn)，可以很快地消除系統(tǒng)中的氧化鐵等固形物，有效地避免機(jī)組啟動(dòng)后高溫狀態(tài)下氧化物形成溶解狀態(tài)，大大縮短機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間，有效縮短機(jī)組啟動(dòng)期間水質(zhì)達(dá)到合格時(shí)間。根據(jù)上述比較決定采用PALL公司的大流量過濾器。
4 實(shí)施情況
選用PALL公司的過濾器：32HFHS．6GDAH25．CHP0018，壓力等級(jí)3 MPa，水壓試驗(yàn)3．75 MPa，流量800t/h，最大流量960t/h，濾芯數(shù)量32支，濾芯長度1 500 mm，允許介質(zhì)溫度≤65℃ ，初始?jí)翰?kPa，差壓達(dá)到150 kPa時(shí)更換濾芯，最大允許壓差350kPa，過濾器進(jìn)出口通徑3001‘111‘1‘1。殼體、管板、
濾芯骨架材質(zhì)采用304不銹鋼，殼體長度3．8 m，直徑1．3 1"1‘1。該過濾器能夠安裝在凝結(jié)水泵出口與軸封加熱器之間。2號(hào)機(jī)組2004年中修時(shí)就安裝了該過濾器。
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5 實(shí)施后的效果軸封加熱器進(jìn)水
5．1 在機(jī)組啟動(dòng)期間進(jìn)行凝結(jié)水過濾處理
這種處理方式使用后在非常短的時(shí)間內(nèi)，使水汽品質(zhì)達(dá)到合格，大大縮短了啟動(dòng)時(shí)間。實(shí)際情況如下：2號(hào)機(jī)于2004．12．12 2：30開始點(diǎn)火前水沖洗，16：30汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)，2004．12．13 13：00凝結(jié)水鐵含量仍在2000～3000 t~g/L，后開始投放UHF型凝結(jié)水大流量過濾器，13：30實(shí)測數(shù)據(jù)為過濾器前2400t~g/L，過濾器后302 t~g/L；17：30過濾器前257 t~g/L，過濾器后80 t~g/L，此時(shí)凝結(jié)水開始回收；22：00過濾器前166 t~g/L，過濾器后則逐
漸降低到54/~g/L。機(jī)組點(diǎn)火到凝結(jié)水合格回收總共化了39 h。我廠在1號(hào)機(jī)組大修，鍋爐酸洗后從正常啟動(dòng)帶滿負(fù)荷到水汽品質(zhì)合格共用了98 h。兩者相比節(jié)省了59 h。
5．2 濟(jì)效益分析
我廠1號(hào)機(jī)組2002年10月大修后冷態(tài)啟動(dòng)至水汽品質(zhì)合格時(shí)間為98 h，啟動(dòng)換水補(bǔ)水3683t，燃油120t。2號(hào)機(jī)組2004年12月的冷態(tài)啟動(dòng)耗用了除鹽水1 400 t，燃油使用了40 t，啟動(dòng)到水汽合格時(shí)間為39 h。
(1)啟動(dòng)時(shí)間縮短59h多發(fā)電效益，應(yīng)扣除多發(fā)電使用的燃煤，其余折舊不考慮；平均負(fù)荷以80％ ，每kW·h以0．3元計(jì)算，標(biāo)煤價(jià)格538元/t，煤耗0．32 kg/(kW·h)。35×10 ×0．8×59×(0．3— 538×0．32×10一 )=211．16萬元
(2)多耗除鹽水造成的損失：(3 683—1 400)t×60元/t=13．7萬元(除鹽水電廠自行生產(chǎn)成本為60元/t)
(3)另外，可節(jié)省鍋爐燒油的費(fèi)用：(120—40)t×3000元/t=24萬元。機(jī)組一次啟動(dòng)時(shí)直接經(jīng)濟(jì)效益約為248．86萬元。通常情況下，電廠為了搶負(fù)荷，往往是不顧及化學(xué)監(jiān)督的要求，強(qiáng)行帶負(fù)荷，直接后果是熱力系統(tǒng)結(jié)垢速率增加，影響機(jī)組的效率，這種影響是長期的。國內(nèi)外的研究表明，如果沒有使用過濾器，一次啟動(dòng)帶人熱力系統(tǒng)的鐵，相當(dāng)于正常運(yùn)行3年的量。
6 結(jié)語
在凝結(jié)水系統(tǒng)上安裝Pall公司的UHF型大流量過濾器，能有效去除水中的固體顆粒，顯著減少金屬離子在系統(tǒng)中的溶解、鐵離子引起的鍋爐水冷壁結(jié)垢以及消除垢下腐蝕導(dǎo)致的不良后果，高效低成本地完成對鐵及其它固體顆粒在啟動(dòng)階段的控制，為機(jī)組啟動(dòng)節(jié)省了寶貴的時(shí)間。
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