摘要：在機組大修(或小修)后啟動階段，固體顆粒會隨著水汽的循環(huán)分散于系統(tǒng)中，在一定的溫度、壓力和pH值條件下成為溶解雜質。而控制作為溶解雜質的主要來源的固體雜質有助于降低溶解態(tài)金屬離子的含量。相當數(shù)量的鐵離子在系統(tǒng)中沉積會形成垢下腐蝕，鐵、硅系列離子在汽輪機和鍋爐管道中／低壓區(qū)段
也會形成沉積。通過對幾種過濾器性能、效果比較，得出采用美國PALL公司生產(chǎn)的大流量過濾器可以有效去除固體顆粒。并分析了其經(jīng)濟效益。
1 概 況
江蘇利港電力有限公司目前有一、二期工程350 MW機組4臺，三、四期工程正在建設中，其中一、二期凝結水系統(tǒng)沒有凝結水處理設備。單臺凝泵流量875 t／h，入口溫度32．9 oC，壓頭2．16MPa，出口管路通徑300mm。
2 啟動初期凝結水處理的必要性
機組冷態(tài)啟動時的凝結水處理對機組的安全經(jīng)濟運行有著很大的影響。冷態(tài)啟動時，凝結水中氧化鐵等固形物會形成溶解性物質結垢，并引起垢下腐蝕。為清除這些物質，需加長啟動清洗時間，并大量排污；還需長時間燒油維持鍋爐的低負荷，甚至還存在著為了搶負荷而犧牲水汽品質的問題，嚴重影響機組運行的安全性及經(jīng)濟性。凝結水系統(tǒng)中，大約90％ 以上的金屬污染物是固體顆粒狀的，而其中絕大部分是鐵，其顆粒大小主要為6～15 ttm。因此機組啟動時，必須對凝結水進行除鹽精處理或過濾掉固形物⋯ ，美國EPRI對污染物含量要求控制在小于10×10 以內。
3 處理方案比較
國內目前使用的除鐵器，效果差，故障率高，使用率低。傳統(tǒng)線繞和噴熔式過濾器，由于占地面積大，壓差大以及更換濾芯非常麻煩，其使用有很大的局限性。由于這兩種形式除鐵效率不高，也逐漸被淘汰。
打折式濾芯(見圖1)由于濾芯是外進里出，除了過濾比很低外，其不合理的結構，導致其流量分配不均，濾芯壽命短。
噴熔式濾芯(圖2)由于其通量小，壓差大，1臺處理凝結水的過濾器，往往要裝上500—1 000支濾芯。濾芯的安裝要求極高，一旦有1支濾芯漏流，整個過濾器的效果就減小很多。其過濾比I3值在40～100之間(過濾40—100個顆粒時最多
漏過1個顆粒)。而且由于其工藝局限，質量不穩(wěn)定，無法滿足機組啟動時快速去除凝結水固形物的要求。
美國PALL公司是一家有50多年過濾技術經(jīng)驗的專業(yè)廠家，其專利技術(Uhipleat。High Flowtechnology，簡稱UHF)能有效地控制凝結水中的金屬及硅等固體污染物。
UHF濾芯是PALL公司近年研發(fā)的專利產(chǎn)品(見圖3)，允許高流量的介質通過濾材，具有高效、低壓損和長壽命等優(yōu)點。濾芯的里進外出結構使得容易更換濾芯，同時保持污染物在濾芯的內部。濾芯的無金屬結構使得它可以進行完全燃燒、壓扁等環(huán)保處理。濾芯的B值達3000。濾殼中可裝多支濾芯，可以使用很廣的流量范圍，無論是啟動還是連續(xù)運行時都可使用。濾芯經(jīng)久耐用，還可以最少地、最經(jīng)濟地配置過濾器。
幾種傳統(tǒng)的過濾方法和PALL公司大流量過濾器性能比較列于表1。
Pall公司大流量凝結水過濾器，具有過濾通量大、壓差小、占地小、精度高、安裝方便等特點，可以很快地消除系統(tǒng)中的氧化鐵等固形物，有效地避免機組啟動后高溫狀態(tài)下氧化物形成溶解狀態(tài)，大大縮短機組的啟動時間，有效縮短機組啟動期間水質達到合格時間。根據(jù)上述比較決定采用PALL公司的大流量過濾器。
4 實施情況
選用PALL公司的過濾器：32HFHS．6GDAH25．CHP0018，壓力等級3 MPa，水壓試驗3．75 MPa，流量800t／h，最大流量960t／h，濾芯數(shù)量32支，濾芯長度1 500 mm，允許介質溫度≤65℃ ，初始壓差2kPa，差壓達到150 kPa時更換濾芯，最大允許壓差350kPa，過濾器進出口通徑3001'111'1'1。殼體、管板、
濾芯骨架材質采用304不銹鋼，殼體長度3．8 m，直徑1．3 1"1'1。該過濾器能夠安裝在凝結水泵出口與軸封加熱器之間。2號機組2004年中修時就安裝了該過濾器
5 實施后的效果軸封加熱器進水
5．1 在機組啟動期間進行凝結水過濾處理
這種處理方式使用后在非常短的時間內，使水汽品質達到合格，大大縮短了啟動時間。實際情況如下：2號機于2004．12．12 2：30開始點火前水沖洗，16：30汽輪機開始沖轉，2004．12．13 13：00凝結水鐵含量仍在2000～3000 t~g／L，后開始投放UHF型凝結水大流量過濾器，13：30實測數(shù)據(jù)為過濾器前2400t~g／L，過濾器后302 t~g／L；17：30過濾器前257 t~g／L，過濾器后80 t~g／L，此時凝結水開始回收；22：00過濾器前166 t~g／L，過濾器后則逐
漸降低到54／~g／L。機組點火到凝結水合格回收總共化了39 h。我廠在1號機組大修，鍋爐酸洗后從正常啟動帶滿負荷到水汽品質合格共用了98 h。兩者相比節(jié)省了59 h。
5．2 濟效益分析
我廠1號機組2002年10月大修后冷態(tài)啟動至水汽品質合格時間為98 h，啟動換水補水3683t，燃油120t。2號機組2004年12月的冷態(tài)啟動耗用了除鹽水1 400 t，燃油使用了40 t，啟動到水汽合格時間為39 h。
(1)啟動時間縮短59h多發(fā)電效益，應扣除多發(fā)電使用的燃煤，其余折舊不考慮；平均負荷以80％ ，每kW·h以0．3元計算，標煤價格538元／t，煤耗0．32 kg／(kW·h)。35×10 ×0．8×59×(0．3— 538×0．32×10一 )=211．16萬元
(2)多耗除鹽水造成的損失：(3 683—1 400)t×60元／t=13．7萬元(除鹽水電廠自行生產(chǎn)成本為60元／t)
(3)另外，可節(jié)省鍋爐燒油的費用：(120—40)t×3000元／t=24萬元。機組一次啟動時直接經(jīng)濟效益約為248．86萬元。通常情況下，電廠為了搶負荷，往往是不顧及化學監(jiān)督的要求，強行帶負荷，直接后果是熱力系統(tǒng)結垢速率增加，影響機組的效率，這種影響是長期的。國內外的研究表明，如果沒有使用過濾器，一次啟動帶人熱力系統(tǒng)的鐵，相當于正常運行3年的量。
6 結 語
在凝結水系統(tǒng)上安裝Pall公司的UHF型大流量過濾器，能有效去除水中的固體顆粒，顯著減少金屬離子在系統(tǒng)中的溶解、鐵離子引起的鍋爐水冷壁結垢以及消除垢下腐蝕導致的不良后果，高效低成本地完成對鐵及其它固體顆粒在啟動階
段的控制，為機組啟動節(jié)省了寶貴的時間。
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