浅谈大中型火电厂锅炉连续排污余热利用方案_陈林养

广东科技 2012 7 第 13 期 浅谈大中型火电厂锅炉连续排污余热利用方案 陈林养 陕西达华电力工程有限责任公司广州分公司 前 言 锅炉排污分连续排污和定期排污 连续排污的作用是排除 锅炉蒸发过程中产生溶性盐 溶性碱分和氯根等物质 定期排 污的作用是排除锅炉蒸发过程中产生的不溶性碱分物质及各 种沉渣 定期排污水在定排扩容器扩容 二次蒸汽直接排至大 气 高温疏水排放至定排坑 加兑冷水冷却至 40 以下后排放 掉 连续排污水在连排扩容器扩容 二次蒸汽回收至除氧器 疏 水排放至定排扩容器后当作废水排放掉 大中型电厂锅炉常规排污浪费了定排扩容器二次蒸汽 疏 水及连排扩容器疏水携带的大量热能 本文以某工程设计为 例 探讨了连排疏水余热回收利用的一种技术方案 1 工程概况 某电厂六台亚临界参数 30 万 kW 机组 装机总容量 180 万 kW 连排疏水总量较大 其余热利用价值很大 现对电厂进行 改造 利用电厂六台锅炉连排疏水作为热源 驱动溴化锂吸收 式制冷机组对厂区进行供冷 制冷后的连排疏水向酒店 学校 等热用户提供生活热水 实现对连排疏水热量以及水量的回 收 进一步落实国家节能 减排的政策 2 锅炉连续排污疏水量的计算 2 1 确定锅炉连续排污量 锅炉排污量包括定期排污量和连续排污量 连续排污量包 括连续扩容器二次蒸汽量和疏水量 连排疏水量决定了本改造 工程的设计规模 锅炉排污量考虑了相关技术规程和电厂实际 运行测量数据 1 火力发电厂设计技术规程 DL5000 2000 中规定 凝 汽式发电厂锅炉正常排污率不宜超过 1 供热式发电厂锅炉 正常排污率不宜超过 2 汽包锅炉排污损失不少于 0 3 锅炉排污量包括定期排污量及连续排污量 计算如下 Dw Ddp DlpDw Dg 式中 Dw 锅炉排污量 t h Ddp 锅炉定期排污量 t h Dlp 锅炉连续排污量 t h 锅炉排污率 Dg 锅炉蒸发量 1100t h 锅炉排污率 取 0 01 则排污量 Dw 11t h 锅炉排污率 取 0 02 则排污量 Dw 22 电厂规划改造向厂外供蒸汽 但项目还 在研究阶段 2 电厂实际运行测量数据 在炉水合格的情况下 连续排 污量 Dlp控制在 3 8t h 的范围 由于考虑节能降耗 在炉水合格 的情况下 一般控制在 4t h 左右 本改造工程按凝汽式发电厂锅炉正常排污率考虑 锅炉排 污量 定期排污量 连续排污量 应小于 11t h 电厂实际运行测 量值为 4t h 左右 在 火力发电厂设计技术规程 规定的范围之 内 因此确定连续排污量 Dlp为 4t h 2 2 锅炉连续排污疏水量的计算 锅炉连续排污从汽包排出 在连排扩容器扩容后分为两部 分 一部分是二次蒸汽 闪蒸蒸汽 一部分是疏水 二次蒸汽已 经被回收至除氧器 疏水排放至定排扩容器 然后当废水排放 掉 本改造工程主要是回收疏水的余热 Ds Dlp D2cD2c D1P h h1 h2 h1 式中 Ds 连排扩容器疏水量 t h Dlp 锅炉连续排污量 t h D2c 二次蒸汽量 t h h 锅炉饱和水比焓 kJ kg 排污管热损失系数 取 0 98 h1 连排扩容器疏水比焓 kJ kg h2 二次蒸汽比焓 kJ kg 二次蒸汽的干度 取 0 97 本工程锅炉饱和水压力 P 18 7MPa 连排扩容器压力 P1 0 785MPa 则 h 1765kJ kg h1 718kJ kg h2 2768kJ kg 每台锅炉 连续排污量 Dlp 4t h 则可得每台连排扩容器疏水量 Ds 1 96t h 六台连排扩容器疏水总量为 11 76t h 温度为 170 2 3 溴化锂冷水机组热源水处理 从江苏双良 大连三洋两个溴化锂冷水机组厂家了解到 目前 标准型溴化锂冷水机组能接受的热源水最高温度为 130 相应的最低排水温度 68 实例工程中 在全国范围内 有少数几个项目的溴化锂冷水机组能接受的热源水温度为 150 但排水温度较高 余热利用率低 技术上可以接受的热 源水温度最高为 170 但是没有工程实例 不在考虑范围之 内 本着安全 可靠 技术先进 成熟的原则 只考虑标准型的 溴化锂冷水机 接受热源水温度为 130 排水温度 68 30 万 kW 亚临界机组的连排疏水温度为 170 为了达到 最大限度的回收疏水余热的目的 同时结合 大中型火力发电 厂设计设计规范 GB50660 2011 的规定 汽包锅炉宜采用一 级连续排污扩容系统 连续排污系统应有切换至定期排污扩容 器的旁路 本改造工程不再设置二次扩容器 疏水从连排引出 后 直接输送至溴化锂制冷站 疏水输送至溴化锂制冷站之后 温度为 167 不可直接进入溴化锂冷水机组 因此在连排扩容 器与溴化锂冷水机组之间需设置水水换热器 水水换热器同时 可以避免连排疏水直接进入溴化锂冷水机组后 造成氯离子对 机组的腐蚀 缩短机组的寿命 溴化锂冷水机组循环热水系统如图 1 所示 水水换热器 热水循环泵均为一备一用 循环泵入口设置定压补水装置 定 压范围为 0 35 0 40MPa g 补水的同时 为溴化锂冷水机组 摘要 电厂锅炉常规排污把连排扩容器疏水当作废水排放掉 浪费了连排疏水携带的大量热能 以某工程设计为例 探讨了连排疏水 余热回收利用的一种技术方案 进一步落实国家节能 减排的政策 关键词 电厂 锅炉排污 连排 余热 溴化锂 电力建设 84 广东科技 2012 7 第 13 期 130 的热水提供压力环境 避免热水在机组内部气化 3 连排疏水的引用方案 3 1 电厂变负荷运行特性 电厂变负荷运行特性关系到连排疏水的压力 温度 流量 的变化 特别是对多台连排疏水的引出方案有重要影响 电厂六台机组均为调峰机组 负荷变化时机组滑压运行 电厂一般都是根据中调的负荷来进行调整 如果没有特殊要 求 都是同时调整负荷 且变化方向一致 机组负荷的变化范围 及其对应的汽包 除氧器的压力和温度见表 1 电厂提供 连排疏水为饱和水 饱和压力为对应的除氧器的工作压 力 根据电厂提供的变负荷运行特性得知 1 连排疏水的压力 温度随机组负荷的变化而变化 2 一般情况下 在同一时间 六台连排扩容器的疏水压 力 温度是一致的 锅炉汽包压力为 14 6 18 7MPa a 连排疏水 的压力为 0 468 0 785MPa a 饱和温度为 149 170 3 2 连排疏水引用方案 基于前面电厂变负荷运行特性的分析 在同一时间 六台 连排扩容器的疏水压力 温度是一致的 因此 可将六台连排疏 水汇合至一根母管 如图 2 所示 六台锅炉连排扩容器出口分别引出一根管 道 六根管道汇合于一根母管 母管敷设至溴化锂制冷机房 与 水水换热器连接 换热器之后设置一个调节阀组 制冷后的疏 水向热用户提供生活热水 连排疏水管路关键阀门的设置原理 1 电动关断阀 连排疏水的常规排放方式是 疏水经过调节阀扩容后 排 向定排 用调节阀控制连排扩容器的水位 本改造工程疏水引 出管道接口设置于调节阀之后 定排之前 在疏水引出管道接 口之后设置一个电动关断阀 此电动关断阀有以下作用 在制冷过程中 保留连续排污系统切换至定期排污扩容 器的旁路 控制连排扩容器的水位 正常情况此电动阀关闭 当连 排扩容器水位超过 80 最高水位时 此电动阀打开 连排水同 时排向定排 2 逆止阀 每台连排扩容器疏水引出管道上设置一个逆止阀 防止其 中一台或几台连排压力偏低时 母管上的连排水倒灌至连排扩 容器 3 调节阀 制冷站换热器之后设置一个调节阀组 用以进行流量调 节 为了避免连排水气化 调节阀应设置于低温侧 即换热器出 口侧 4 主要设备选型 170 连排疏水输送至溴化锂制冷机房后 温度降为 167 通过水水换热器加热循环水后 疏水温度降为 73 水 水换热器被加热侧为循环水 循环水由 68 被加热至 130 向 溴化锂吸收式制冷机组提供热量 六台连排扩容器疏水总量为 11 76t h 对应的循环水量为 17 76 根据循环水量选型溴化锂吸 收式冷水机组 主要参数以下 制冷能力 80 万 kcal h 930kW 冷冻水流量 160t h 进出口温度 12 7 冷却水流量 315t h 进出口温度 38 32 循环热水