1000MW 机组凝汽器冷端系统分析

发表时间:2020/7/20   来源:《当代电力文化》2020年6期   作者:王旭文 孙胜男 赵天锦 韩超
[导读] 火力发电厂为了使汽轮机的排汽凝结,确保各辅机设备的安全运行
        [摘要]火力发电厂为了使汽轮机的排汽凝结,确保各辅机设备的安全运行,需要大量的循环冷却水。富川电厂2台1045MW超超临界火力发电机组,循环冷却水取自离电厂4km的龟石水库为水源,经絮凝沉淀直接进入采用自然通风冷却塔的二次循环水冷却系统。2019年对机组做凝汽器性能试验时,发现排汽压力与清洁度均较低偏离设计值,通过问题分析整治,得到了良好的效果。
        [关键词]凝汽器 循环冷却水 垢质  清洁系数  浓缩倍率  解决方案
一、前言
        富川电厂位于广西贺州市地处北回归线偏北,根据富川气象站统计的气象资料,主要气象特征:平均气压991.8hpa ;极端最高气温38.5℃;极端最低气温 -4.1℃;历年平均气温 19.1℃;平均相对湿度75%。
每台机组设置 3×50%容量的循环水泵。(夏季运行三台,循环水冷却倍率 62.5,冬季运行两台,循环水冷却倍率为45。)循环水供水采用单元制二次循环,循环水浓缩倍率为 3.7。冷却塔冷却面积13000㎡,(THA 工况)循环水设计年平均出塔水温 24.77℃,在夏季 P=10%气象条件下,出塔水温为 31.45℃。主厂房内的循环水进水管和排水管均为两根。进出循环水管道上装有电动蝶阀。进水电动蝶阀后设有凝汽器胶球清洗装置。
凝汽器是汽轮机辅助设备中最主要的一个部套,它的作用是用循环冷却水使汽轮机排出的蒸汽凝结,在汽轮机排汽空间建立并维持所需要的真空,并回收纯净的凝结水以供锅炉给水。凝汽器主要特性参数:冷却面积59000㎡,设计进水温度24.5℃,冷却水量97999 t/h,设计背压5.8kPa(平均),冷却管总数53596根,冷却水介质为淡水。
二、问题的产生
1.2019年机组凝汽器及各辅机冷却器解体检修时,发现主要问题:
1)凝汽器(高背压)回水侧出水端有微量结垢;
2)主机冷油器(板式换热器)上有大量生物黏泥和微量垢质现象;
3)氢冷器(管式换热器)生物黏泥严重。
2.原因分析:
    工业循环冷却水系统容易发生的三种问题:腐蚀、结垢、生物粘泥。针对系统结垢与生物粘泥,分析发现存在如下问题:
1)阻垢剂加药不正常、或药品质量不达标;
2)浓缩倍率设计值与水质情况、处理工艺不符,循环水处理工艺设计不当;
3)凝汽器胶球清洗装置投入不正常收球率低,凝汽器不锈钢管壁不能保持光滑清洁;
4)循环水泵运行方式不合理,循环水流速过缓;
5)循环水补充水质差,循环水中微生物、藻类滋生,阻垢效果受到影响;
6)生物粘泥产生为龟石水库水体的轻度富营养化,查阅当地有关报道,目前龟石水库水质逐年下降,洪水期和枯水期多次出现劣于Ⅲ类水质。
三、解决方案
针对产生问题的因素,从技术改造与运行调整、专业管理方面分别采取以下对策:
1.调整系统加浓硫酸浓度,降低循环水PH值在8.5~8.7之间,控制循环水浓缩倍率4.0左右,最高≯4.5。
2.凝汽器胶球系统收球网进行改造,保证胶球系统收球率>90%;
3.做循环水泵运行方式优化试验,循环水泵运行经济性和循环水流速相结合;
4.针对微生物滋生及生物粘泥影响阻垢剂效果问题:原水增加杀菌,降低原水富营养化程度;适当增加冲击式投加氯锭、异噻唑啉酮次数,控制微生物、藻类滋生;化强混合反应沉淀池运行调整,水质恶化时冷却塔尽量少补多排。
5.循环水处理涉及阻垢剂、氯锭、异噻唑啉酮三种药剂,做好对承包商循环水加药、水质情况监督。
四、效果
   对垢质取样分析并对循环水加酸处理,强化了循环水系统运行与化学监督,垢质及生物黏泥现象得以解决。根据机组一年运行参数对比发现,凝汽器排汽参数及各辅机冷却器换热效果均有较大改善(见下表)。
    负荷(MW)    排汽温度(℃)    背压(kPa)    凝汽器循环水入口温度(℃)    凝汽器循环水出口温度(℃)    端差(℃)

五、结论
1.循环水补水水质参数要有详细了解和掌握,才能根据水质特点灵活运用处理工艺;
2.系统设备运行做好试验,根据试验结论做好运行要求,运行设备做好可靠性管理;
3.完善专业监督管理体系对于循环水系统运行经济稳定至关重要。
参考文献
[1]东方汽轮机厂N-59000型凝汽器说明书
[2]华润电力(贺州)有限公司企业标准《集控运行规程》Q/CRPHNHZ1106.08.01-2018
[3]周柏青,陈志和.热力发电厂水处理(上册)[M].4版.北京:中国电力出版社,2009:265-340
作者简介:
王旭文,男,本科,热能与动力工程专业,华润电力(贺州)有限公司汽机运行主任工程师。
孙胜男,女,本科,电子信息科学与技术专业,中国民用航空东北地区空中交通管理局黑龙江分局技术保障部。
赵天锦,男,本科,热能与动力工程专业,华润电力(贺州)有限公司汽机高级工程师。
韩  超,男,本科,热能与动力工程专业,华润电力(贺州)有限公司汽机主管。
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