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330MW燃煤发电厂降低水耗的措施摘要燃煤发电会消耗大量水资源,同时也具有很高的节水潜力,燃煤发电厂应根据燃煤发电的水耗特点,结合机组特点、运行特点,调整机组、优化运行模式,分析330MW燃煤发电厂发电机组的问题和节水措施,探讨如何提高燃煤发电厂的水资源利用效率,有效降低水耗,提升发电厂的综合效益关键词燃煤发电;水耗控制;问题;措施引言水资源是国家、社会的重要资源,对于我国而言,由于人均水资源占有量比较低,所以各种行业都需要加强对节水技术的使用随着城市人口增加,家用电器开始大量使用,城市日常运行中对电力也有更高的需求,但是电力生产需要消耗大量水资源,对于已经水资源匮乏的城市,电力生产的水耗是极大负担为此,电厂需要优化技术降低水耗问题,针对机组运行模式、设备技术等方面进行优化,从而有效降低水耗,解决城市的水资源问题,也能减少发电成本,提升电厂的整体效益1燃煤发电水耗分析火力发电业是当前用水量最大的行业,用水包括生产用水、非生产用水,其中生产用水占据火力发电总用水量的97%⑴同时,燃煤发电厂每天也会产生很多废水,比如冲灰水、工业废水等,这些废水在没有经过处理的情况下并不能重复利用,其中还含有炉渣、灰尘等物质,经过排放会对周围环境造成严重污染,并造成严重的水资源浪费工业废水是燃煤发电所使用机械设备产生的废水,以冷却水为主,这类废水中会含有一定的悬浮物,虽然有害物质不多,但是如果大量排放仍然会影响周边环境通过控制燃煤发电的水耗,可以降低废水的排放,提升水资源利用效率,并且降低发电成本,具有较高的综合效益2燃煤发电厂概况某燃煤发电厂共有四台330MW燃煤发电机组,汽轮机为C300/N330-
16.67/537亚临界一次中间再热、单轴、中高压缸合缸,配置30%额定容量旁路系统,设计补水率为3肌循环水浓缩倍率为
2.5倍锅炉为DG1077型亚临界四角切缘燃烧自循环汽包炉该机组在投产后一直存在耗水量偏大的问题,因此需要采取措施控制水耗⑵3燃煤电厂水耗影响因素结合该厂的日常运行状况,导致燃煤机组水耗的原因包括锅炉排污等等针对不同因素进行分析,能够了解锅炉水耗增加的原因,也能确定控制锅炉水耗的思路,达到节水节能的目的
1.1锅炉排污发电过程中,机组的自然循环汽包炉会进行排污,确保整个发电机组的安全性,也能确保机组运行的经济性目前该厂共有两种排污模式,分别是定期和连续两种,使用定期排污可以将水冷壁下联箱的不溶性沉渣清理排除,连续排污主要排出含盐量较高的水分,从而维持锅炉水的含盐量负荷发电要求排污的核心目标在于控制、保持水质,能有效避免锅炉出现结垢的问题⑶但是排污会带走锅炉机组的工质,如果排污过多则必须提升补水率,同时排出的污水也会带走锅炉发电所需的热量,导致机组的热经济性降低而通过科学手段,在满足发电要求的同时是降低锅炉的排污量,则能明显降低水耗,以及减少发电的煤耗
3.2汽泵密封水该厂一期共有四台给水泵,两台汽动给水泵和两台电动给水泵,其中电动给水泵为备用水泵,通常情况下汽动给水泵负责给水给水泵设置卸荷型迷宫密封,能避免密封水在给水泵运行期间进入,同时可以避免给水泵漏水汽泵的密封水由凝结水提供,运行期间密封水会被注射到泵的密封腔,然后在泵推动下随着送水方向流动,最终经管道进入前置泵进口在密封水压力壁的前置泵进口压力比较高时,不会有热水从密封腔中泄漏,密封水也会在迷宫密封的影响下分两路分别进入排水沟和U型水封进入凝汽器机组最初投入使用的过程中,汽泵密封水通过U型水封被排入凝汽器,会经常出现真空现象导致密水封磨损为了控制破损问题,避免出现安全事故,汽泵密封水都被排入到地沟中,导致密封水没有得到有效使用,变相造成水耗增加通过对现场调查发现,导致破损频繁出现的重要原因来自于U型水封的高度不足,所以在检修工作中专门对U型水封进行了改造,改造为多级水封,在优化构型的同时,也有效提升了水封的高度经过改造后,水封的运行更加正常平稳,汽泵消耗的密封水也可以进行回收利用,从多个层面实现了降低水耗的目的,每小时可以节约5吨水
4.3锅炉吹灰锅炉吹灰可以清除炉膛等位置的受热面结焦,以及去除内部的灰尘,避免由于灰尘污染影响设备的导热能力,使发电机组始终维持在较高的热效率,提升发电效率目前该厂对每台锅炉都配置了98台蒸汽吹灰器,包括预热吹灰等功能,可以对炉膛等位置进行吹灰在运行过程中,程序控制吹灰器在固定时间内进行吹扫,每次会消耗25吨水汽,如果受热面污染不严重,依然采用全面吹扫的程序,会直接造成水耗增加,产生水资源浪费,所以需要根据受热面的污染状况进行吹扫,可以在低水耗的情况下达到比较好的吹灰效果
5.4机组启停水耗机组启停过程中需要调整机组的温度等参数,很大一部分水资源都来自于启停过程中的消耗,通过优化启停过程,可以获得比较好的水资源节约效果比如锅炉上水过程中会消耗大量盐水,凝汽器真空建立之前必须疏水在没有回收的情况下会造成很严重的浪费启动初期,除氧器加热、小机冲转等等都需要消耗大量水汽,蒸汽在经过使用后会回到凝汽器造成凝汽器水位上升⑷为了控制凝汽器水位,必须定向排放多余水分保证平衡,同样会造成严重的水耗
3.5循环水浓缩倍率所谓循环水收缩倍率,就是冷却塔中循环水和后来补充新水的含盐比由于循环过程中水分在温度影响下蒸发,但是盐分会继续留在循环水中,使得循环水中的含盐量增加,影响正常发电发电厂会补充水分控制循环水的盐含量,稀释盐分确保循环水能符合发电要求循环水中的盐含量和新水的对比就是浓缩倍率,浓缩倍率小,则补水量需求高,浓缩倍率大则补水后稀释效果比较好为了控制浓缩倍率,该厂通过优化两台机组的循环水,并增加了除垢设备,还通过分析循环水的变化规律,进行更为合理的循环水控制通过及时补充新水,以及除垢技术的应用,能降低结垢和腐蚀问题,也能确保循环水水质目前运行过程中,会在每升水中加入8mg的除垢剂,循环水浓缩倍率提升到
2.8,使得循环水的水耗大幅度降低,发电水耗节约控制也达到每小时90吨
3.6其它汽水损失除了上述原因,由于机组运行过程中还需要进行化学取样,部分时间需要对外供汽,如果设备出现故障需要泄压放水,阀门如果出现漏水、漏汽问题也会导致水汽损失,使得机组对补水率的要求增加,也会增加整体水耗发电厂的冷却塔、水箱等如果未能合理控制,将会出现溢流,使得水耗增加
4.燃煤发电厂主要节水方式
4.1循环水节水循环水耗是燃煤发电占比最大的水耗,在控制循环水耗时,应根据具体情况选择节水方法和手段很多电厂都会进行浓缩倍率的控制,大型发电厂一般使用减少补充水中盐溶解度、提升循环水溶解盐浓度的方式进行控制中小型发电厂可以使用弱酸树脂粒子进行交换,可以脱除循环水中的盐,达到控制盐浓度的目的⑸
4.2末端常用灰渣处理目前的常用灰渣处理方式包括两种,一种是干除灰操作,另一种是使用高浓度灰水闭路循环系统进行处理,后者一般使用在火力发电中⑹工作中,可以根据发电厂的情况选择不同方法,确保闭路循环系统正常,保证发电系统的高效运行
4.3锅炉补充水节水燃煤发电对水质要求比较高,所以锅炉补充水一般都是经过脱盐的高纯度水,目前电厂可以使用膜分离技术制备,可以有效控制成本减少锅炉补充水的消耗,需要保证密封的完整性,以及加强水质管理⑺5降低水耗措施
4.1正常运行期间措施机组运行过程中应该做好不同排污模式的规划,比如控制连续排污量,合理设置定期排污日期通过将定期排污设置在夜间执行,可以在低水耗的情况下获得比较好的排污效果排污期间需要增加减温水供应,为了减少水耗需要在排污之后加强控制,及时关闭分总门,降低减温水供应量从而控制水耗在需要连续排污时,要根据水质的情况调整连续排污量,并在保证水质的前提下,最大程度上控制连续排污量⑻一般需要将连排扩容器的水位控制在300毫米左右,避免连排扩容器处于无水位运行状态发电机组运行过程中需要进行冷水箱、真空泵状况的监测,一旦出现补水量增加的情况,必须组织人员分析补水量增大的原因,对机组进行检查,及时解决机组的缺陷如果给水泵正常运行,要防止汽泵密封水直接向地沟中排放泵密封水都应返回凝汽器重新使用,也要避免直接排放到地沟导致水资源浪费发电作业期间,必须定期进行循环水系统、给水除氧系统用等系统的检查、修理工作,并检查各种阀门是否存在漏水问题,维持所有设备的良好运行状态控制水耗,防止出现漏水等问题导致水耗增加日常检查中,如果发现存在漏水问题必须及时修复,为了防止化学汽水取样损失,也要控制化学取样的流量如果压力容器超压,就需要安全阀动作向外排放水蒸气,导致水汽利用效率下降,水耗增加,所以对主蒸汽、再热蒸汽、除氧器等压力容器,需要在运行过程中严格控制其压力,保证压力被控制在固定的范围
4.2机组启停阶段控制措施机组只是短期调停,不检查水汽系统,则调停过程中锅炉和除氧器不运行在机组启动时,如果水质检查合格可以直接将七宝水提升到点火水位启动机组机组启动并且汽机真空建后,需要及时投入到旁述水门和顶棚排扩容器疏水阀门机组启动或者停止时,要尽量控制除氧器处于较低水位,防止水位过高发生事故,导致必须进行事故排水⑼针对机组的启动,需要对小机启动合理安排,避免冲转过早使得蒸汽出现空耗问题如果使用冷启动,主机结束速暖过程后要关闭辅助冲汽泵;如果启动模式为热启动,可以先冲转小机的方式,时刻检测机组的运行负荷水平,在130MW后快速切换到四抽供汽运行状态日常应做好对各类阀门的管理,有效控制内漏,比如机组进入正常运转状态应该关闭顶棚疏水总门同时公司在进行现货交易时可以优化战略方案,在节约成本的同时减少机组启动频次,从而达到节水的目的由此可见,发电会使用大量水资源,通过控制发电机组的水耗,不仅能保证发电企业的长期效益,也能满足社会对水资源的利用要求在制定水耗控制措施时,发电企业应深入研究导致水耗的原因,检查发电机组存在的故障、问题,以及优化发电机组布局,根据运行状况调整运行方式,达到控制水耗的目的参考文献
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