大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用场合

大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用

大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用

薛建洪

(江苏利港电力有限公司,江苏江阴214444)

󰀁󰀁摘󰀁要:在机组大修(或小修)后启动阶段,固体颗粒会随着水汽的循环分散于系统中,在一定的温度、压力和pH值条件下成为溶解杂质。而控制作为溶解杂质的主要来源的固体杂质有助于降低溶解态金属离子的含量。相当数量的铁离子在系统中沉积会形成垢下腐蚀,铁、硅系列离子在汽轮机和锅炉管道中󰀁低压区段也会形成沉积。通过对几种过滤器性能、效果比较,得出采用美国PALL公司生产的大流量过滤器可以有效去除固体颗粒。并分析了其经济效益。

󰀁󰀁关键词:电工技术;电厂化学;固体杂质;大流量过滤器;冷态启动

󰀁󰀁中图分类号:TK2.1󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁文章编号:1671󰀁086X(2006)01󰀁0038󰀁03

ApplicationofLargeFlowFiltersinCondensateSystemsofPowerPlants

XUEJian󰀁hong

(JiangsuLigangPowerCo.Ltd.,Jiangyin214444,China)

Abstract:Inthestartingphaseofanyset,afteranoverhaul(orrepair),foreignsolids,entrainedbythecirculatingwaterandsteam,arebeingscatteredthroughoutthesystemandgetdissolvedundercertaintemperature,pressureandpHvalueconditions.Detentionofthoseforeignmatterhelpstoreducetheamountofdissolvedmetalions.AhighconcentrationofFeionsmaycausesludgeoccasionedcorrosion,andironaswellassiliconcontainingionsmayalsocausedepositstosettledowninthelowandmediumpressurepipingsectionsofboilersandsteamturbines.AftercomparingtheperformanceofdifferentbrandsoffiltersitwasfoundthatthelargeflowfiltersoftheU.S.PallCo.arecapableofeffectivelyretainingsoldgranules.Ananalysisoftheeconomicalmeritsattainableisbeingpresented.

Keywords:electricalengineering;chemicalsforpowerplant;foreignsolids;largeflowfilter;coldstart

1󰀁概󰀁况

󰀁󰀁江苏利港电力有限公司目前有一、二期工程350MW机组4台,三、四期工程正在建设中,其中一、二期凝结水系统没有凝结水处理设备。单台凝泵流量875t󰀁h,入口温度32.9󰀂,压头2.16

中氧化铁等固形物会形成溶解性物质结垢,并引

起垢下腐蚀。为清除这些物质,需加长启动清洗时间,并大量排污;还需长时间烧油维持锅炉的低负荷,甚至还存在着为了抢负荷而牺牲水汽品质的问题,严重影响机组运行的安全性及经济性。

凝结水系统中,大约90%以上的金属污染物是固体颗粒状的,而其中绝大部分是铁,其颗粒大小主要为6~15󰀁m。因此机组启动时,必须对凝

MPa,出口管路通径300mm。

2󰀁启动初期凝结水处理的必要性

机组冷态启动时的凝结水处理对机组的安全经济运行有着很大的影响。冷态启动时,凝结水

结水进行除盐精处理或过滤掉固形物,美国

-9

EPRI对污染物含量要求控制在小于10 10以内。

[1]

收稿日期:2005󰀁03󰀁01;修回日期:2005󰀁04󰀁20

作者简介:薛建洪(1973-),男,工程师,主要从事电厂热能机械维修、改进和管理。

!38!

南京雄凯过滤设备有限公司是生产、销售精密过滤系统和金

属过滤器材的高新技术企业。自成立以来公司致力于为国内外石油化工、化学、冶金、制药、食品、电力、造船等行业提供不同过滤精度的过滤器及相关过滤组件。公司现提供的过滤组件以金属滤芯为主，包括金属粉末烧结滤芯、五层烧结丝网滤芯、不锈钢烧结毡滤芯，所需原材以进口为主，采用德国技术要求和标准精制而成。

www.nj-ga.cn 烧结金属过滤器 袋式过滤器

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大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用

发电设备(2006No.1)

3󰀁处理方案比较

国内目前使用的除铁器,效果差,故障率高,使用率低。传统线绕和喷熔式过滤器,由于占地面积大,压差大以及更换滤芯非常麻烦,其使用有很大的局限性。由于这两种形式除铁效率不高,也逐渐被淘汰。

打折式滤芯(见图1)由于滤芯是外进里出,除了过滤比很低外,其不合理的结构,导致其流量分配不均,滤芯寿命短。

烧、压扁等环保处理。滤芯的󰀂值达3000。滤壳

中可装多支滤芯,可以使用很广的流量范围,无论是启动还是连续运行时都可使用。滤芯经久耐用,还可以最少地、最经济地配置过滤器。

图3󰀁美国PALL公司的滤芯

󰀁󰀁几种传统的过滤方法和PALL公司大流量过滤器性能比较列于表1。

表1󰀁各种过滤器性能比较

󰀁󰀁方案电磁除铁器线绕式和喷熔

除铁效果差。

占地面积大,压差大,流量小,需要的滤芯多,更换滤芯麻烦,使用局限性大,除铁效果差。

效果好,占地较大,投资费用较高,维护费

凝结水精处理

用高,树脂失效后需要再生,受铁污染后难以再生,精处理前一般有前置过滤器。

PALL公司UHF大流量过滤器

压差小,流量大,占地少,安装方便,费用少,去除固形物效果好,维护方便。

优缺点

图1󰀁打折式滤芯

󰀁式过滤器

喷熔式滤芯(图2)由于其通量小,压差大,1台处理凝结水的过滤器,往往要装上500~1000

支滤芯。滤芯的安装要求极高,一旦有1支滤芯

漏流,整个过滤器的效果就减小很多。其过滤比󰀂值在40~100之间(过滤40~100个颗粒时最多漏过1个颗粒)。而且由于其工艺局限,质量不稳定,无法满足机组启动时快速去除凝结水固形物的要求。

󰀁󰀁Pall公司大流量凝结水过滤器,具有过滤通量大、压差小、占地小、精度高、安装方便等特点,可以很快地消除系统中的氧化铁等固形物,有效地避免机组启动后高温状态下氧化物形成溶解状态,大大缩短机组的启动时间,有效缩短机组启动期间水质达到合格时间。

根据上述比较决定采用PALL公司的大流量过滤器。

4󰀁实施情况

图2󰀁喷熔式滤芯

美国PALL公司是一家有50多年过滤技术经

󰀁

验的专业厂家,其专利技术(UltipleatHighFlowtechnology,简称UHF)能有效地控制凝结水中的金属及硅等固体污染物。

󰀁󰀁UHF滤芯是PALL公司近年研发的专利产品(见图3),允许高流量的介质通过滤材,具有高效、低压损和长寿命等优点。滤芯的里进外出结构使得容易更换滤芯,同时保持污染物在滤芯的内部。滤芯的无金属结构使得它可以进行完全燃

选用PALL公司的过滤器:32HFHS󰀁6GDAH25󰀁CHP0018,压力等级3MPa,水压试验3.75MPa,流

量800t󰀁h,最大流量960t󰀁h,滤芯数量32支,滤芯长度1500mm,允许介质温度∀65󰀂,初始压差2

kPa,差压达到150kPa时更换滤芯,最大允许压差

350kPa,过滤器进出口通径300mm。壳体、管板、滤芯骨架材质采用304不锈钢,壳体长度3.8m,

直径1.3m。该过滤器能够安装在凝结水泵出口与轴封加热器之间。

2号机组2004年中修时就安装了该过滤器

!39!发电设备(2006No.1)

大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用

(见图4)。多发电使用的燃煤,其余折旧不考虑;平均负荷以80%,每kW!h以0.3元计算,标煤价格538元󰀁t,煤耗0.32kg󰀁(kW!h)。35 10 0.8 59 (0.3

4

-538 0.32 10)=211.16万元

(2)多耗除盐水造成的损失:(3683-1400)t

-3

图4󰀁过滤器安装位置图

60元󰀁t=13.7万元

(除盐水电厂自行生产成本为60元󰀁t)(3)另外,可节省锅炉烧油的费用:(120-40)t 3000元󰀁t=24万元。

机组一次启动时直接经济效益约为248.86万元。

通常情况下,电厂为了抢负荷,往往是不顾及化学监督的要求,强行带负荷,直接后果是热力系统结垢速率增加,影响机组的效率,这种影响是长期的。国内外的研究表明,如果没有使用过滤器,一次启动带入热力系统的铁,相当于正常运行3年的量。

5󰀁实施后的效果

5.1󰀁在机组启动期间进行凝结水过滤处理

这种处理方式使用后在非常短的时间内,使水汽品质达到合格,大大缩短了启动时间。实际情况如下:2号机于2004󰀁12󰀁122#30开始点火前水冲洗,16#30汽轮机开始冲转,2004󰀁12󰀁1313#00凝结水铁含量仍在2000~3000󰀁g󰀁L,后开始投放

UHF型凝结水大流量过滤器,13#30实测数据为过滤器前2400󰀁g󰀁L,过滤器后302󰀁g󰀁L;17#30过

滤器前257󰀁g󰀁L,过滤器后80󰀁g󰀁L,此时凝结水开

始回收;22#00过滤器前166󰀁g󰀁L,过滤器后则逐

渐降低到54󰀁g󰀁L。机组点火到凝结水合格回收总共化了39h。我厂在1号机组大修,锅炉酸洗

6󰀁结󰀁语

在凝结水系统上安装Pall公司的UHF型大流量过滤器,能有效去除水中的固体颗粒,显著减少金属离子在系统中的溶解、铁离子引起的锅炉水冷壁结垢以及消除垢下腐蚀导致的不良后果,高效低成本地完成对铁及其它固体颗粒在启动阶段的控制,为机组启动节省了宝贵的时间。参考文献:

[1]󰀁钱燮均,中.火力发电厂水质净化[M].北京:水利电力

出版社,1993.

后从正常启动带满负荷到水汽品质合格共用了98h,两者相比节省了59h。

5.2󰀁济效益分析

我厂1号机组2002年10月大修后冷态启动至水汽品质合格时间为98h,启动换水补水3683t,燃油120t。2号机组2004年12月的冷态启动耗用了除盐水1400t,燃油使用了40t,启动

到水汽合格时间为39h。

󰀁󰀁(1)启动时间缩短59h多发电效益,应扣除

(上接第32页)

5󰀁结󰀁语

水煤浆是一种优良的代油燃料,其应用技术比较成熟。由于我国的一次能源结构存在煤多油少的特点,每年自产的原油难以满足自需,必须大量进口原油,这样不但花去了大量的外汇,而且严重制约了经济的发展。通过发展水煤浆,不但可以替代原油,而且可以有效利用我国大量的煤炭资源,产生巨大的经济效益。同时,水煤浆是一种低污染的清洁燃料,在环保法规越来越严的今天,势必成为我国将来的发展方向。发展水煤浆代油

!40!技术,不但有利于调整现有的能源消费结构,而且有利于本地区发电产业的发展。参考文献:

[1]󰀁岑可法.煤浆燃烧、流动、传热和气化的理论与应用技术

[M].杭州:浙江大学出版社,1997.

[2]󰀁张荣赠.水煤浆制浆技术[M].北京:科学出版社,1996.[3]󰀁毛健雄.煤的洁净燃烧[M].北京:科学出版社,1998.[4]󰀁王󰀁玲,赵󰀁翔,曹欣玉,等.220t󰀁h电站燃油炉改烧水煤浆

炉内传热及排放特性的试验[J].热能动力工程,2002,17(6):5󰀁591.