电厂汽水取样系统冷凝水回收及其效益

孟鑫

孟鑫

江苏省节能工程设计研究院有限公司江苏南京210000

摘要：电厂汽水取样系统优化能够确保保证机组安全运行，同时又较为显著的经济效益，也提高了化学汽水仪表的准确性和运行人员的安全性，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

关键词：电厂；汽水取样系统；冷凝水回收

引言

在火力发电厂中，锅炉是一种高温高压的特种设备，某种意义上讲，电厂的安全运行主要取决于锅炉的安全运行，所以在电站锅炉配套设备中，根据锅炉的热传导介质在整个热力循环过程中的不同状态，分别设置了汽、水冷却取样装置，以便于随时检测蒸汽和水质是否满足安全运行要求。取样冷却分为蒸汽取样和水取样。蒸汽取样又分为过热蒸汽取样和饱和蒸汽取样。而过热蒸汽取样又分为锅炉主蒸汽和再热蒸汽取样；水取样主要有锅炉炉水取样、锅炉给水取样、除氧水取样和冷凝水取样等。

在大型火力发电厂，为了保证各不同阶段热传导介质的化学成分，一台机组往往都要配置十几个汽水取样冷却装置，而与之配套的冷却装置都采用经专门的软化水处理的水质进行冷却，同时为了保证化验取样水质的稳定性，还都采用恒温装置进行处理，一般一台300MW机组配套的汽水冷却装置投资大致需要100多万元。由此可以看出，锅炉取样装置虽小，但它却直接影响到锅炉运行的安全。

1、概述

1.1水汽系统

水汽系统是发电厂继燃烧系统和电气系统之外的三大主要生产系统之一，水作为传播介质，在水、汽系统中循环运行，在水汽循环系统的运行过程中，根据不同水质的变化情况，防止锅炉及热力系统产生结垢、腐蚀与积盐，以确保机组的安全、经济运行是火电厂水汽监督的主要任务。若是系统内氧含量超标，会造成氧腐蚀；炉水含盐量超标，会造成炉管及过热器积盐，最终导致锅炉爆管事故的发生。因此，设置水汽取样在线监测装置的目的是自动连续监测机组的水汽质量，确保含盐量、硬度、酸碱度等指标满足标准要求，最大限度降低电厂锅炉水冷壁、过热器、蒸发器、省煤器等各受热面受到磨损而使部件的管壁减薄，为机组的运行调整提供可靠的依据。运行时若发现某项指标超标，可随时采用相应的对策，如调整磷酸盐、除氧剂等加药量，改变连续排污量及间断排污量等。

1.2电厂水汽取样系统组成

电厂水汽取样系统通常包括三部分：（1）对样水进行减温减压、排污、截止的高温高压架，主要由截止阀、冷却器、球阀、减压阀、管路系统、框架等组成；（2）对样水进行取样、分析、过滤、调节的低温仪表架，主要由化学仪表、节流阀、安全阀、电磁阀、数显温控仪、取样阀、管路系统、框架等组成；（3）使样水温度恒定在25℃左右的恒温装置，主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、管路系统、框架等。按照在线化学仪表采样架方法安装，按照样品与取样器、导管、冷却系统接触时间越短越好的原则，尽量将高温高压架、低温仪表架与恒温装置三者分别隔离。（4）保护装置。由于汽水取样装置入口具有高温的特点，如果冷却水断水，蒸汽样品温度迅速升高，在手工取样处和仪表进样处变成蒸汽，容易烫伤人员，造成仪表和装置部件的损坏，故设有过温保护。汽水取样装置入口还具有高压的特点，如果样品压力过高会造成装置部件的损坏，故设有过压保护。在样品降温、降压后，采集的样品均变成样水在取样管中流动。过温、过压保护装置安装在减压阀后的取样管上。在取样管上安装温度和压力测点，一旦样水温度超标，温度指示器便发出信号，控制安装在取样管上的电磁阀动作，切断高温样水，保护仪表和装置部件，避免危险发生。如果样水压力超压，压力保护装置动作，旁路阀打开，样水压力降低，以保证设备安全运行。

2、电厂汽水取样系统冷凝水回收

某汽水取样冷却装置的冷却水改为除盐水后，吸热后的除盐水送往除氧器，如果水处理交换器再生时可调节调整门，把吸热后的除盐水送往再生液水箱（即除盐水箱），可用来调节再生液温度。

改进后系统图

结果评定：

（1）取样装置至今没有结垢、泄漏，汽水样品温度保持在正常范围内

（2）除盐水充分利用了汽水样品的热能，使除盐水温度升高15℃，提高了除盐氧器的除氧效果，同时省去一部分加热蒸汽。

（3）在再生离子交换器时提高再生液温度。若将酸再生液加热到40℃再生阳离子交换树脂，能大大改善树脂中铁及氧化物的清除效果。再生阴离子交换树脂时，提高碱液温度时对树脂的洗脱率有着明显的提高，再生液温度每提高10℃工作交换容量可以提高0.5％，除硅效果可以提高1.7％，如将2％浓度NaOH，从16℃加温到35℃再生强阴离子交换树脂其测定效果，在再生液温度16℃时交换时间为100min，硅酸洗脱率只有50％，而加热至35℃时，硅酸洗脱率可达100％。我厂改进后利用除盐水温度提高，阴离子交换器周期制水量由原来1500t左右增加到2000t左右。

（4）原来工业水冷却时冷却装置的冷却水量需20～25t/h，改进后除盐水不再排放，节约了水资源，减少废水的排污量。

（5）针对我厂备用除盐水管道能够得到很好的利用，避免备用期间钢铁管道的氧腐蚀。

3、经济效益

（1）回收热量价值。除盐水温度升高15℃，月产除盐水量为18652t。某月=18652×1000×15℃=3.0×108（千卡）折标煤=3.0×108&pide;7000000=42.8（t）

（2）节约水资源价值。按25t/h，一个月可节约水为：25×24×31=18600（t）至于节约酸碱量，减少废水排污量，节煤检修费用等价值不再一一列举。

（3）安全效益分析。①样水化验由原来的连续开放式变为连续封闭式，运行人员只需要确定样水阀“回收”，“手工”二个运行位置，减轻了运行人员工作量，提高了运行人员的人身安全。②改善了运行人员的工作环境，汽水化验室的湿度明显下降，噪声明显减少，由原来的100分贝减小至45分贝。

总之，电厂汽水取样系统优化在保证了机组安全运行的前提下提高了整体效益，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

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