大型火力发电厂凝补水系统优化设计浅析

大型火力发电厂凝补水系统优化设计浅析

张凯

西北电力设计院有限公司陕西省西安市710075

摘要：凝补水系统是冷端系统的组成部分，对火力发电厂的凝补水系统优化设计，在一定程度上提高了冷端系统的整体性能，冷端系统与煤炭耗损息息相关，也就是说，优化凝补水系统的设计，还能最大限度的节约煤炭资源的耗损，从而使可持续反战略落到实处。此外，优化循环水系统可以方便企业的运行管理，减少投入，进而有效提高企业经济效益。

关键词：大型；火力发电厂；凝补水系统；优化设计

引言：

随着科学技术的迅速发展，用电量持续攀升，这对电力供应企业提出了更高的要求，一直以来，我国跟多地方都存在的电力供需的矛盾，尤其在人们对用电的需求极大冬夏两季，电力供需的矛盾更为突出，时不时的大面积停电不仅对居民正常的生活造成严重影响，而且还严重影响当地的经济发展。所以，电力企业对解决电的供需矛盾有义不容辞的责任。解决用电的供需矛盾，不仅需要努力“节流”，努力“开源”才是关键之处。如何实现“开源”，提高电能生产效益？火力发电是我国电力生产的重要结构，增加装机容量，对提高火力发电厂提高电能生产至关重要。凝补水系统是火力发电厂的重要系统，优化循环水系统可可以有方便企业的运行管理，减少投入，进而有效提高企业经济效益。

一、火力发电厂燃煤机组凝补水系统简介

某大型火力发电厂位于江苏省南部海边，电厂的枢纽工程由升压站、汽轮机厂房、锅炉房及配套设备、管道以及各种附件连接而成。其中机组容量为2×60万级+2×100万级燃煤机组，锅炉补给水系统配置了并列的三台除盐水箱，4台除盐水泵，并将这三台除盐水箱、4台除盐水泵并列的布置于化水车间），其中每座除盐水箱容量为3000立方米。2×60万级燃煤机组使用2台除盐水泵，扬程为32米，流量为每小时90立方米；2×100万级燃煤机组使用2台除盐水泵，扬程为32米，流量为一小时120立方米。系统设计如下图（一）。

2×60万级燃煤机组每台机设计凝补水箱1台，容量300立方米；2×100万级机组每台机设计凝补水箱1台，容量500立方米。2×60万级燃煤机组每台机设计1台凝补水泵，水泵扬程88米，流量为一小时95立方米，笔者以2×30万级燃煤机组部分为依据展开研究。系统设计如下图（二）。

图（一）燃煤机组除盐水系统图（二）燃煤机组凝水系统

2.功能概要

火力发电厂化水车间制出的合格的除盐水储存于3座3000立方米的除盐水箱当中，燃煤机组正常情况下用水通过凝补水系统解决。当凝补水箱内的水位下降后主控人员告诉生产人员打开除盐水泵开关，实现向凝补水箱进水，直到凝补水箱水位符合标准后再关停除盐水泵。此外、凝补水系统还有下功能，凝结水泵启动前启动凝补水泵向凝结水系统注水，注满后打开该系统向凝结水泵提供启动密封水。

二、凝补水系统优化设计方法一

原来的凝补水系统设计是凝补水泵及其旁路、再循环等系统保持不变，取消凝补水箱、除盐水泵，将除盐水箱的水通过一根管道引到主厂房4台凝补水泵进口，4台凝补水泵的再循环管道汇成一根母管返回除盐水箱。实际运行中，凝结水管道去凝补水箱这一路几乎用不上，直接取消凝结水管道去凝补水箱设计。

图（三）凝补水系统优化设计方法一

凝补水系统优化设计方法一系统图如上图（三）。对比原来的凝补水系统设计，修改后的设计后的凝补水系统有如下优点。首先、由于取消了4座凝补水箱及附属系统，减少了该部分的建筑及设备安装资金投入，达到了燃煤机组成本控制的目的；其次，由于取消了原设计车间中的4台除盐水泵后，不仅有效降低了4台除盐水泵发动机设备的耗电量，而且还减少了运行操作程序以及运行过程中的维护养护工作，有效提高火电厂车然燃煤机组工作效率。另外，凝补水系统优化设计方案（一）实现了1台凝补水泵能够从3台除盐水箱取水，因此，水源更加充足。除此以外，现实设计中除盐水箱的高度通常比凝补水箱高，优化设计方案（一）实现了利用凝汽器真空吸水。

对于优化设计方案（一），其优势还是很多的，但是对比原来的凝补水系统设计，修改后的凝补水系统设计还是存在一些缺点。譬如原来的凝补水系统设计是凝补水泵从凝补水箱取水，进水管道短，修改后的设计方案变为4台凝补水泵共同用一根管道从车间的除盐水箱取水，该管道的设计需要满足4台泵同时运行的要求。

（2）原来凝补水系统设计中每台凝补水泵的凝补水箱相互之间是独立，设计方案（一）中这部分需要汇合后再返回车间的3台除盐水箱完成再循环工程，这就比原来的稍微复杂些。其次，设计方案（一）取消了凝补水箱，那么整个电厂除盐水的储存量就会降低，就没有缓冲容量了。

三、凝补水系统优化设计方案二

图4凝补水系统优化设计方案（二）图

凝补水系统优化设计方法（二）如图4所示。对比原来的凝补水系统设计，修改后的设计设计方案（二）取消原来凝补水系统设计中的凝补水箱、凝补水泵等，4台除盐水泵并列运行。其次，设计方案（二）适当修改了4台马达的电气部分，即设计在4台除盐水泵安装一套变频装置，这个变频装置就是为了当其中一台除盐水泵变频无法满足水量要求时人工启动其它除盐水泵。此外，设计方案（二）中，燃煤机组正常运行情况下，还实现了如果4台水泵全部停运的情况下，燃煤机组补充水可通过安装在除盐水泵的旁路由凝汽器真空吸入。对比原方案、由于取消了4座凝补水箱及附属系统，减少了该部分的建筑及设备安装资金投入，达到了燃煤机组成本控制的目的；其次，由于在4台除盐水泵安装一套变频装置，这个变频装置就是为了当其中一台除盐水泵变频无法满足水量要求时自动启动其它除盐水泵。有效提高火电厂燃煤机组工作效率。另外，凝补水系统优化设计方案（二）实现了1台凝补水泵能够从3台除盐水箱取水，因此，水源更加充足。并且，现实设计中除盐水箱的高度通常比凝补水箱高，优化设计方案（一）实现了利用凝汽器真空吸水。

笔者提出的凝补水系统优化方案一和方案二，各有优缺点，在实际设计中应该按照火电厂锅炉房建设的实际燃煤机组情况，因地制宜，适当应用。

四、结语

综上所述，凝补水系统是火力发电厂的重要系统，优化循环水系统可可以有方便火力发电企业的运行管理，减少投入，进而有效提高企业经济效益。此外，凝补水系统是冷端系统的组成部分，对火力发电厂的凝补水系统优化设计，在一定程度上提高了冷端系统的整体性能，冷端系统与煤炭耗损息息相关，也就是说，优化凝补水系统的设计，还能最大限度的节约煤炭资源的耗损，从而使可持续反战略落到实处。因此，我们应该重视对凝补水系统的优化。

参考文献：

[1]徐志明.大型火力发电厂凝补水系统优化设计浅析[J].科技资讯，2008，（36）：92-93.7.

[2]苏玉凤.火力发电厂凝结水精处理系统运行中问题[J].化工设计通讯，2018，44（9）：144-145.2.

[3]中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司.火力发电厂防循环水倒灌入凝汽器的系统：CN201910432506.2[P].2019-08-09.

[4]深圳市博众节能工程技术有限公司.一种新型火力发电厂凝汽器及其循环冷却系统：CN201821526338.0[P].2019-06-25..

[5]薛海军.火力发电厂纯凝机组供热改造中控制系统设计分析[J].建筑工程技术与设计，2016，（22）：2007-2007