超临界机组启动系统疏水回收系统设计

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1、超临界机组启动系统疏水回收系统设计目前直流锅炉启动系统排放有三种方式：1是排除氧器，2是排锅炉大气式疏扩，3是排汽机真空疏水扩容器。第1种方式因除氧器工质流量和热量平衡问题，以及担心除氧器超压问题，应用不多。哈锅、上锅采用第2种方式，如图1所示，锅炉启动疏水通过炉侧大气式扩容器缓冲，扩容器内疏水跟据水质情况外排或通过疏水回收泵回收至凝汽器。凝汽器疏水回收系统运行时，管路和凝汽器振动冲击现象严重，为防止发生意外，大部分电厂宁愿将疏水外排，而不敢投入疏水回系统，疏水回收系统基本处于无用状态。究其原因，无非是凝汽器疏水回收阀后系统出现汽液两相

2、所致，下面来分析一下第2种方式的敝端。图11.锅炉大气扩容器内部结构简单，无喷雾降温装置，扩容器排口尺寸必须足够大，否则有超压危险，溢流阀后及扩容器内疏水汽液两相，噪声污染严重，扩容器内冲蚀现象严重。2.锅炉疏水经过大气扩容降压后，工质为低焓值的100℃饱和水，经过疏水回收阀降压后只发生部分疏水汽化，导致汽液两相，阀后管路振动，进入凝汽器部分发生冲蚀和振动，时间长了便会发生凝汽器钢管焊口裂纹泄漏，故不允许直排凝汽器。3.启动疏水扩容汽化，大气式扩容器疏水回收率低，锅炉参数越高，回收率越低，如图3所示。1.锅炉疏水外排需要考虑接纳容器的允

3、许温度，锅炉疏扩底部混温箱内水温为100℃，需要外接减温水源，降温后才能外排，一般接工业水。掺混工业水后，水箱水质变差，又不允许回收至凝汽器。2.锅炉疏水回收泵工作在100℃的高温环境下，对泵的轴封和叶轮防汽蚀方面都是考验，泵的故障率高，需要增加疏扩水位调节热控设备，系统复杂程度增加。3.疏水回收系统直通锅炉大气至扩容器，增加了真空泄漏点，发生泄漏处理困难。4.由于疏水回收困难，锅炉启动过程，水冷壁安全流量完全依赖于炉水循环泵，一旦发生炉水循环泵故障，由于工质和热量的大量排放，启动锅炉的可能性就变得非常小，即使强行启动，发生锅炉安全事故

4、的风险将非常大。曾经有电厂因为炉水循环泵故障而强行启动锅炉，为了减小除盐水耗量，一方面减小水冷壁最小流量，一方面增加燃烧投入率加快锅炉启动速度，结果就是启动后不久即发生过热器爆管，教训深刻。东方锅炉厂采用第3种方式，如图2所示，启动系统排汽机侧疏水扩容器，启动系统疏水溢流阀靠汽机疏扩安装，溢流阀后通过两个电动阀切换选择至汽机疏水扩容器或锅炉疏水扩容器，汽机扩容器内安装凝结水喷雾装置。下面来分析一下第3种方式的优点。图21.启动系统疏水溢流阀靠汽机疏扩处安装，阀后汽液两相造成的影响小，汽机疏水扩容器内安装喷雾降温装置，将高动量蒸汽瞬时凝结

5、，液体加速距离短，振动和噪声污染少，不会对凝汽器造成冲击，蒸汽凝结后疏扩尺寸可以减小。1.锅炉参数越高，工质焓值越高，如图3所示，10MPa降至常压时一半疏水汽化，汽态的疏水在汽机扩容器内由凝结水喷雾凝结，汽水全部回收，无工质损失，对无炉水泵启动时节水非常有用。2.锅炉冲洗，起动初期水质不好时，关闭凝汽器回收电动隔离阀，打开通往锅炉疏扩的电动隔离阀，将初期的低温脏水排放掉。疏水水质合格后回收至凝汽器，因无大气扩容器的汽水分离，故无工质损失。3.通过投运精处理装置，锅炉热态冲洗时疏水可以全部回收，避免高温疏水大量外排，可降低因锅炉疏水降温

6、而大量掺混外部水源的设计标准。4.将锅炉疏水回收泵系统取消，系统大大简单，热控逻辑简单，投资费用低。5.凝汽器至锅炉大气扩容器之间有两道隔绝阀，发生漏真空的可能性很小。即使两道隔绝阀门均不严，也可以通过启动系统溢流阀内漏流量或旁路平衡阀流量，在三个阀门之间建立压力，达到密封效果。6.因为解决了疏水回收系统振动和疏水回收率低的问题，为无炉水泵启动创造了现实条件。锅炉启动过程中，水冷壁的安全流量由给水泵建立，全部疏水回收至汽机扩容器。由于热量的排放，除了启动过程长一点，需多消耗燃料外，用疏水回收系统启动锅与用炉水泵启动锅炉并无区别。虽然第3

7、种排放方式有上述优点，但还是要考虑其他方面的不利因素并将其影响降到最低，保证锅炉启动过程的可靠、安全、经济。1.汽机侧接口位置考虑。不能直接接入凝汽器，不能接到汽机疏水集管。考虑接至高压疏水扩容器（高加危急疏水扩容器），单独接口，防止向汽轮机或其他系统内返汽。2.扩容器内必须安装喷雾降温装置，为防止喷咀堵塞，最好安装两个100%容量喷咀。扩容器安装温度和压力测点并远方监视，启动期间扩容器减温水不能中断。3.考虑溢流阀失灵全开，以及锅炉汽水渡膨胀过程中高焓值工质的瞬时大流量排放，在溢流至汽机疏扩隔离阀前管道上增加节流孔，限制最大启动压力下

8、溢流阀全开进入凝汽器的疏水量，并对溢流阀的流量调节性能起一定改善作用。4.扩容器接纳能力按高加危急疏水热排量，和锅炉启动期间最大瞬时排量（约300℃，400t/h）取大值，减温水同时失效时不超压设计，扩容器