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600MW直接空冷机组补水方式探讨

发布时间：2011/4/12 阅读次数：2487 字体大小: 【小】【中】【大】

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　　图3 主凝结水箱的补水分配联箱示意图

　　从图1～图3可以看出：原设计的主凝结水箱内部的补水装置中，在补水分配联箱上通过Ф8和Ф15的孔将补水进行一定程度的雾化，以起到一定的真空除氧效果;这种真空除氧的作用亦被运用在空冷凝汽器的主回水管道上(在图1和图2中可以看到这种真空除氧结构)。

　　虽然在水箱的结构设计中采用了真空除氧的措施，根据运行情况来看凝结水泵出的溶解氧一般维持在110～140μg/L的范围，不能有效地除氧。

　　3.2 补水管路接至空冷凝汽器

　　考虑到可能出现凝结水溶解氧量超标问题，国外补水通常是将机组的补水管路接至空冷凝汽器入口。设计院在保留原设计的基础上，附加设计了通往空冷凝汽器的补充水管路，使补充水成雾状喷入。利用汽轮机出口蒸汽排至空冷岛的蒸汽对补水进行加热，同时离真空抽气口距离较近，有利于氧的抽出。具体补水接入位置在空冷岛第4和第5排的蒸汽分配联箱上。

　　2005年8月上旬，8号机的补充水系统连接竣工后，于8月9日早9∶ 00将凝结水的补水切换到空冷岛进行观察，当天11∶ 00，现场化验通知：8号机凝结水溶氧量下降到43μg/L。此后，截止到笔者发稿为止，经近3个月的观察：8号机组凝结水溶氧水平可以维持在40～80μg/L的范围。说明改进后的补水方式对降低凝结水溶解氧量有较好的效果。

　　目前国内还没有针对空冷机组的凝结水溶氧量指标，暂时只能沿用湿冷机组的控制值。通过大同发电公司8号机组目前运行中的凝结水溶氧情况，有理由相信：经过进一步工作，直接空冷机组的凝结水溶氧量是可以达到湿冷机组的水平的。

　　3.3 直接空冷系统的补水到汽轮机的主排汽管道

　　亚临界600MW直接空冷机组采用四缸四排汽结构，有2个低压缸。每个低压缸的排汽由1根排汽管道引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱。当时考虑到直接空冷机组的特点，原来设计在低压缸排汽管道上设有水幕喷水装置，期望用来防止在机组启动时疏水扩容器扩容后的蒸汽倒流进入汽缸。补水示意图如图4所示。

　　图4　补水示意图根据多次的启动和停机情况，基本上不需要应用水幕密封系统。目前该管线一直处于闲置状态。可以设想一下：如果把预留的这趟管路改作为凝结水的补水管路，则其效果应该比现在补到空冷岛的好。其依据是：将补水点设计到这个位置后，补入系统的除盐水可以利用汽轮机的全部乏汽进行除氧;补水点设到这个位置后，由于到空冷凝汽器系统的流程长，分离出来的不凝结气体有足够的析出时间，被抽真空设备从系统中抽出。但是，这样做又存在现有的系统在系统补水时热井水位升高的问题。

　　在运行中，一般热井疏水泵出口流量约为190m3/h。600MW直接空冷机组在带厂用公用辅助蒸汽工况时的补水量约为6.78%，按照锅炉最大蒸发量的计算值是140t/h。现有的疏水泵出力和准备补入热井的水量合并后的流量大约是340t/h。而经过论证的7、8号机组安装的热井疏水泵的额定流量为380m3/h(最大出力是430m3/h)。因此疏水泵是能够满足排出系统正常补水的这部分附加水量能力的。而且还可使疏水泵的工作点接近高效区域。

　　3.4 3种补水方式的优缺点比较

　　3种补水方式的优缺点比较列于表1。

　　表1 3种补水方式的优缺点

补水位置	补水到汽轮机的主排汽管道	补水至空冷凝汽器	补水至主凝结水箱	补水位置	补水到汽轮机的主排汽管道	补水至空冷凝汽器	补水至主凝结水箱
优点	对于确定的补水量经过喷嘴雾化后，在汽轮机排汽管道可用全部的乏汽进行除氧；距离真空抽气口流程较长，有足够的氧分离时间。不存在防冻问题	可利用排至空冷岛的蒸汽对补水进行加热除氧，距离真空抽气口距离较近，有利于氧的抽出	可以依靠凝结水箱的负压，不需要启动凝结水补充水泵即可将水补入系统；补水的管线较短，防冻要求低	缺点	补入系统的水进入热井，会造成热井水位升高（正常情况下，热井疏水泵的出力能够满足补水量的附加流量）	到空冷散热器的管线较长；虽有保温，冬季仍有发生冻坏的可能；为维持凝结水箱正常水位，需将部分凝结水排至补充水箱，增加了凝结水泵电耗；为了防冻，需控制最低流量，运行操作要求较高	从目前凝结水溶氧量看，补水点真空除氧效果较差

　　4 结束语

　　要真正解决直接空冷机组凝结水的溶氧问题难度还比较大，还需要结合国内外情况进一步研究，认真分析症结所在，逐个环节突破;直接空冷机组在运行中考虑影响凝结水溶氧的因素时，不能够单单从空冷凝汽器的泄漏入手，还应考虑到汽机辅助系统的运行方式和工况条件。当然，国内目前还没有针对空冷机组的凝结水溶氧量指标，暂时只能沿用湿冷机组的控制值。相信经过设计、制造、安装、检修、运行等部门对直接空冷系统认识的深入和技术的不断完善，直接空冷机组的凝结水溶氧水平是可以达到湿冷机组水平的。至于有没有必要对空冷机组的凝结水溶氧指标进行修改，要慎重，须进一步研究和试验。

　　* 注: 凝结水的系统过冷度：晋北、内蒙古及东北地区冬季环境温度很低，有防冻的必要，根据直接空冷凝汽器的特点，为了更好地表征空冷散热器的冬季工作情况，我们认为凝结水过冷度在冬季应作为一安全参数进行运行监控。具体的概念为汽轮机排汽压力对应的饱和温度与空冷散热器下凝结水收集联箱内凝结水温度的差值。为了与常规的凝结水过冷度进行概念上的区分，建议将常规的凝结水过冷度改称为“系统过冷度”。

　　收稿日期：2005-11-24

　　作者简介：田亚钊(1972-),男，工程师，汽机专业高级主管，主要从事汽轮机及主辅机运行管理工作。

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