火力发电厂停机节水方法

火力发电厂停机节水方法

王冬冬

（中煤哈密发电有限公司，哈密839000）

摘要：生产中节水是每个火力发电厂并由之路，但停机后经济指标一般不再计算，停机后的节水往往被忽视。本文阐述了地处戈壁滩地上、用水成本极高的某发电厂积极开发排水的重复利用技术，改进废水处理方式，使废水资源化，不断提高复用水率和废水回收率的方法，同时对目前系统存在的问题提出了改进、改造的建议，据统计该电厂近两年度发电水耗率降低40m³/MW·h左右。

关键词：节水；水耗率；复用水率；废水回收；节能减排

0.引言

某公司厂址位于南湖乡境内，北距南湖乡约30km，东北距哈密市约60km。厂址坐落在戈壁滩地上，地势平坦开阔，厂址地貌单元属戈壁荒地。该地区常年降雨降雪稀少，气候干燥，自然蒸发量远大于降水量。地下水补给主要来源为大气降水，其次为间歇性洪水侧向补给，电厂厂址在勘探深度内未发现地下水，据此判断地下水位埋深应大于20m。

该厂水源设有二路，一是经过哈密市污水处理厂处理过的城市再生水，二是榆树沟水库地表水。生产用水等主水源为哈密市污水处理厂再生水，榆树沟水库地表水作为补充及备用水源。水源远、管路长，沿程损失大，维护成本高，新水及再生水的成本极高，节水迫在眉睫。

1.目前采用的停机节水方法

根据停机的时间节点，本文按照停机前、停机中、停机后分三部分介绍。

1.1.停机前的节水准备

1.1.1.停机前应提前降低辅冷塔地下水箱水位

因为停机后汽机房、锅炉房、辅控等地上管网内的辅机冷却水以及辅冷塔8扇区共16个冷却三角内的存水均需排水至辅冷地下水箱，计划停机前一周就应该考虑辅冷地下水箱不再进水，同时考虑辅冷系统补水由除盐水改为辅冷塔地下水箱内的水，尽可能的降低辅冷塔地下水箱水位。

1.1.2.停机前应提前把公共用户切至邻机

空压机辅机冷却水、电泵辅机冷却水、辅控系统的辅机冷却水及其他公共用户的辅机冷却水及时切至邻机接带，为及时停运辅机冷却水系统做好准备。

1.2.停机中的节水操作

由于停炉冷却过程中锅炉大包内部冷却较慢造成垂直水冷壁与侧水冷壁上集箱的温度差较大,由于温差的存在造成侧水冷壁上集箱小管座根部产生较大应力，为了减小该温差、降低管座根部应力、防止管座焊口产生裂纹，同时为了防止锅炉受热面内氧化皮大量剥落堆积造成锅炉爆管，锅炉停炉后需维持炉水循环泵及汽动给水泵连续运行状态，给水泵维持分离器水箱水位正常18m左右。在此期间需要维持除氧器水温稳定不低于120℃，同时需要维持一台小机在运行状态。在此期间除氧器辅汽加热、小机供汽需要消耗邻机大量蒸汽，因为本机停运后不需要大量补水，蒸汽冷凝后造成本机凝汽器液位升高，此时就需要大量外排凝结水，这个过程一般需要持续36个小时左右。在滑参数停机过程中就需要操作员尽可能的降低受热面温度，滑停过程中屏过、末过和末再出口蒸汽温度的温度变化率＜1.5℃/min，同时通过高低旁来降低主、再汽压力。

1.3.停机后节水方案

1.3.1.小机供汽疏水系统

为加快受热面冷却但防止氧化皮脱落和受热面产生裂纹，一般控制锅炉冷却时水冷壁、分割屏、末级过热器、末级再热器金属温度下降速率不超过0.1℃/min，同一受热面壁温差不大于40℃。可以通过除氧器温度控制锅炉补水的温度以及水冷壁循环流量来控制受热面温降速率，一般控制除氧器温度与水冷壁温度温差在40℃至90℃，炉水循环泵维持<500t>左右流量对水冷壁系统进行循环冷却。锅炉主汽压力可以通过汽机主蒸汽管道定期排放疏水来控制，但应严格控制降压速度<1mpa>。当分离器出口主汽压降至0.8MPa，炉水温度小于180℃时，锅炉进行带压放水操作，此时需要及时及时停运小机，减少凝汽器冷凝水。

1.3.2.辅机冷却水系统

在辅机冷却水停运后，运行人员通过强制逻辑后开启单个扇区的泄水阀将汽机房、锅炉房、辅控等地上管网内的辅机冷却水以及辅冷塔8扇区共16个冷却三角内的存水通过系统内的水排水至辅冷地下水箱，而不是通过系统的排空、放水门排至地沟。

该厂原设计辅机冷却水地下水箱排水为排至工业废水，不仅浪费了大量新水和除盐水还增加了工业废水处理的能耗。由于辅冷地下水箱经过长期存放后水质较差，该厂辅机冷却水地下水箱排水经过改造可排水至化学PCF，直接用于除盐水制备，可以大量节约新水以及中水。

1.3.3.主机循环水系统

在主机循环水停运后，以往地面以上循环水通过间冷塔扇区泄水至间冷塔地下水箱，然后通过间冷塔地下水箱排水泵将水打至工业废水井，和原辅机冷却水排水一样浪费了大量新水和除盐水还增加了工业废水处理的能耗。由于间冷地下水箱经过长期存放后水质同样较差，该厂间冷地下水箱排水经过改造可排水至化学酸洗废水池，同样可以用于除盐水制备，节约大量新水以及中水。

1.3.4.凝结水系统

停机后由于为了防止氧化皮脱落和受热面产生裂纹，需要保持一台小机运行，就需要邻机不停提供辅汽，造成本机凝汽器水位不断升高，水位过高时，由于此时本机凝结水泵保持运行状态，可以通过本机凝结水溢流至凝补水箱将将本机凝汽器中的水打入本机凝补水箱，然后通过两台机之间的凝补水联络管将本机凝补水泵打至凝补水箱或者用于大热网系统补水。每次停机后约一周左右时间才可以停运轴封和凝结水泵，在此期间每天打水约

3次左右，每次打水约85吨左右，按此计算每次停机可节约除盐水约1700吨左右，大大降低了制水量和制水成本。

由于停机前4小时需调整加氨泵频率，将凝结水、给水PH加至10至10.5，机组正常运行时控制凝结水PH为8至9，考虑到停机后凝结水PH值并不满足邻机正常运行时的汽水监督要求，不再利用上述方式节水。而是通过本机凝结水至锅炉冷凝水箱冷却水管将凝结水排水至锅炉冷凝水箱，然后再通过锅炉冷凝水箱排水至酸洗废水池用于除盐水制备。虽然不能节约除盐水，但和以往通过凝汽器底部放水至凝坑再通过凝坑排污泵排至工业废水相比可以节约大量新水和中水。由于凝坑排污泵功率有限，为了加快检修进度，一般需要增设2-3台排污泵将水排水至工业废水井，但经常造成工业废水井满水。运行中发现，由于凝结水泵功率较大，排水至冷凝水箱排水速度比凝汽器底部放水或者打至邻机两个方案的速度快很多，一般5-12个小时可完成排水，而之前两个方案需要36-168个小时。

2.取得成效

据统计每次停机辅机冷却水约可回收0.2万吨，主机循环水系统回收水后约可节约1.1万吨，本机凝汽器约可回收0.021万吨，邻机供汽凝结水约可回收0.17万吨，共计约1.491万吨。

此厂2019、2020年度发电水耗率在177m³/MW·h左右，2021、2022年度发电水耗率为137m³/MW·h左右，通过运行方式改变以及系统改造发电水耗率降低40m³/MW·h左右。

3.改进建议

虽然该厂通过系统改造或者运行调整取得了很大节水成果，但还有很多可以改进的地方。

3.1.辅机冷却水节水改进建议

目前辅冷系统放水均需要放水至辅冷塔地下水箱，然后通过辅冷塔地下水箱排水泵排至化学PCF，由于辅冷塔地下水箱排水泵功率有限加之化学制水速率有要求，辅冷塔地下水箱排水较慢，当辅冷塔地下水箱水质太差时或者加快检修进度时仍需排至工业废水，此时可以考虑在辅冷水系统地上管道至锅炉冷凝水管道之间增加放水管，汽机房、锅炉房、辅控等地上管网内的辅机冷却水以及辅冷塔8扇区共16个冷却三角内的存水通过该排水管直接排至冷凝水管道排至酸洗废水池，考虑到辅机冷却水到冷凝水至酸洗废水管道主管道之间距离较远，可以考虑在辅机冷却水泵进口管处及主变区域冷凝水至酸洗废水管处预留接头，排水时临时安装高压软管，正常运行时拆除。

3.2.主机循环水节水改进建议

目前间冷塔扇区及地面以上管道泄水同样需要放水至地下水箱，然后再通过地下水箱排水泵打水至酸洗废水池，同样排水较慢，增加排水能耗、影响检修工期。可以考虑在主变区域循环水管道排空门和冷凝水至酸洗废水管预留接头，排水时临时安装高压软管，正常运行时拆除。

3.3.低省节水改进建议

目前低省系统放水均排至地沟，最终排水至工业废水。由于低省有四个换热器，每个换热器有7个换热模块，加上沿程管道较长，每次停机后放水需要12-24小时，浪费大量水源。为了低省防冻以及防腐，低省放水时水温水压均较高，排水至地沟时热水可能会溅到人上。考虑到低省系统放水时为带压放水，为了防止低省沿程管路振动需要快速排水，经过取舍可以考虑在锅炉2楼冷凝水箱附近，在低省进回水管处至锅炉冷凝水箱之间各增加一个放水管路，不仅可以加快放水速度，低省四个换热器内的存水可以回收，同时也保障了运行人员操作时的安全。

3.4.防止氧化皮脱落和受热面产生裂纹技术措施改进建议

目前为防止氧化皮脱落和受热面产生裂纹需要保持小机运行36h左右，需要大量的消耗邻机辅汽，可以考虑由电泵代替汽泵后节约大量蒸汽缩短停机时间，并且可以考虑在大包设置通风孔、架设风机，用于平衡大包内集箱与大包外受热面管束壁温下降速度。