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(duì)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(zhǎng)啟動(dòng)清洗時(shí)間,，并大量排污,；還需長(zhǎng)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(duì)凝結(jié)水進(jìn)行除鹽精處理或過濾掉固形物? ,，美國(guó)EPRI對(duì)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(guó)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(guó)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)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(zhǎng)期的,。國(guó)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(duì)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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