永磁复合型除铁过滤器在光热电站中应用前景探讨

永磁复合型除铁过滤器在光热电站中应用前景探讨

马立国

山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛，邮编266100

摘要：本文引入电站中应用的除铁装置，加以论述，对比分析了该些除铁装置在电站中应用的优缺点，并着重探讨了永磁复合型除铁过滤器在光热电站中的适用性及该型设备在光热电站中使用的主要优点。

关键词：光热电站 空冷 永磁 除铁 热态冲洗 反冲洗

一、除铁装置工程应用的必要性：

光热电站作为一种新兴的发电能源，在我国光照条件优越的地区主要集中在中国的西北地区，也促升了中国光热等以太阳能新兴的发电市场，该些地区普遍缺水地区，因此在电站中常配以空冷凝汽器的设计，凝结水泵前设置有凝结水箱及凝结泵入口篮式滤网，由于空冷机组普遍存在铁腐蚀产物高的情况，主要表现为机组长时间停机后，空冷系统内真空破坏，大量空气进入空冷系统，与空冷冷却面及碳钢管道直接接触产生大量Fe2O3和Fe3O4，又因光热电厂停机频繁，以至于空冷凝结水系统较常规火电的空冷岛更易受到铁腐蚀的问题更加严重，而为保证机组凝结水系统投用的合格水质，导致冷态启动系统冲洗时间过长，拖延启动带负荷时间，且浪费除盐水。因此对光热电站机组启动初期凝结水除铁有其必要性。

二、针对以上光热电站出现的机组启动除铁方案，常规的工程设计解决方案：

一是在传统凝结水精处理站位置设计大流量折叠滤芯除铁过滤器，在机组启动过程中利用除盐水补水，由蒸汽发生器系统加热给水产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机旁路系统后进入空冷岛，利用热蒸汽冲洗空冷岛后的凝结水由下水管接至空冷热态冲洗外排装置，当凝结水系统水质达标后，大流量折叠滤芯作为水质保障设施，保证进入蒸发器的给水含铁量限制。以下为50MW光热机组热态冲洗排放设计示意图：

空冷热态冲洗装置示意图

该装置主要完成对启动初期空冷岛系统的热态冲洗，通过凝结水系统排污掉含铁量高于200PPb的凝结水，最终合格的凝结水水质要求，而达到系统清洁、水质合格的目的。在凝结水精处理站位置设计大流量折叠滤芯除铁方法的优点是电站运行初期系统冲洗彻底，设备系统简单，施工方便，设备成本低。该方案对于传统燃煤电站，不经常启停以及系统含铁量小的机组实用性较好，但对于光热电站，频繁启停机组，从空冷冲洗下来的氧化铁量大，折叠滤芯有效寿命短，不能保证长期运行出水品质。

方法二是凝结水回收水箱中加装永磁棒，在凝结水回收水箱出口加装框架式永磁棒，以吸附凝结水中的铁屑及氧化铁杂质。安装在水箱中的截面图如下：

该方法在摩洛哥光热电站中已应用，主要优点是施工安装简单，初期除铁效果明显，且价格便宜。主要缺点在运行几个月后，出现氧化铁堆积导致磁棒吸附能力减弱，水中铁不能被磁铁吸附而随水流进入凝结水系统继而导致冲洗彻底的问题，且该装置不具备自动清洗功能，需要定期人工清理吸附的铁氧化杂质且清理困难，设备维护工作量大。

三、永磁复合型除铁过滤装置工程应用优势：

无论设置于精处理站处的大流量折叠滤网或设置于空冷凝结水箱中的永磁棒除铁装置，其主要缺点都在于：对于频繁启动机组，热态冲洗水排污量较大，每次机组启动前都需要通过热态冲洗排污装置进行排污，检查排污水质合格后回收凝结水，对电厂长期运行年水量消耗较大；机组启动冲洗时间长而拖延机组有效发电时间，影响全年发电量指标。

永磁滤网复合型除铁装置，由不锈钢壳体，内部竖直方向安装插入式可拆卸磁棒，磁棒由不锈钢套管将磁棒与凝结水隔离，磁棒与提升机构相连，在滤网反洗时磁棒提起，除铁器桶内即消磁，所有被滤网截留及被磁棒吸附在不锈钢套管外壁上的铁屑，进而被冲洗水冲走，通过排污阀排出系统，冲洗完成后可重新投用。除铁器装置外形及冲洗进出水流见下图：

基于光热电站项目频繁启动特点，为保证凝结水系统水质清洁，特别是在机组启动过程中去除空冷岛凝结水携带下来的铁锈，可以配置永磁滤网复合型除铁装置，在凝结水泵进口安装永磁滤网复合型除铁滤网，该装置以除铁器及网格机械过滤复合作用已达到筛除大颗粒并有效去除凝结水系统中因停机产生的铁杂质，以空冷热态冲洗凝结水排污水2000μg/L为含铁量高峰值，去除效率仍能达到90%以上，一次通过除铁器的凝结水铁含量即可达到凝结水水质回收标准，可利用其高效的除铁性能，完全节省了热态冲洗外排凝结水造成的水损失。

以下为国产永磁复合型除铁过滤器的除铁效率曲线：

根据调试期间机组启停情况分析：机组在超过10天的停机后再次启动时，系统冲洗时间约为48小时，凝结水系统水质达到100PPb,按照系统冲洗数量30t/h计算，每次长时间停机后的冲洗水排污水量约为1440吨，按照每月汽机一次计算，则一年冲洗水量17280吨除盐水。而与永磁复合型除铁过滤器相比，其每个月反洗一次计算，一次耗水5吨，一年冲洗耗水60吨，可大大减少电厂除盐水消耗；定期反洗带来的好处是稳定的除铁效率，由此可缩短机组热态冲洗时间，增加机组有效发电时间。

四、总结:

永磁复合型除铁过滤器属集成化的永磁滤网复合型除铁装置，设置位置灵活，可选在传统凝结水经处理站或凝结水泵入口处，设置于凝结水泵入口处时，可完全替换凝结水泵入口滤网，集泵入口滤网与磁力除铁功能于一体，可有效除铁，且能减少凝结水泵受铁杂质的损坏。

参考文献

《永磁滤网复合型除铁装置方案说明》

《摩洛哥光热电站永磁装置图纸》

《永磁除铁过滤器产品介绍》