CN105605554A - 300mw及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置，该方法包括如下步骤：机组启动前，以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，到达第一预设水位后，冲洗凝结水系统及除氧器；清洗合格后，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行，其中，第二补水量小于第一补水量，第二补水压力小于第一补水压力；机组正常运行时，利用除盐水箱与凝汽器热井之间的液压差进行凝汽器热井补水。该300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置可减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

Description

300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置

技术领域

本发明涉及发电机组的凝结水补水技术领域，特别是涉及一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置。

背景技术

电厂正常运行的汽水损失包括设备及管道不严密处的泄漏和一些不可避免的汽水损失,如锅炉的排污、除氧器的排气、汽水取样、锅炉蒸汽吹灰以及热电联产机组的供热等，通过运行补水系统维持机组正常运行。

现有的凝结水补水系统通过在机组上设置一台凝结水补充水箱，为电厂提供启动充水和运行补水；并在补充水箱出口连接两台凝结水补水泵，用于在机组启动时向凝结水系统上水；并在主凝结水系统设置有凝汽器高水位溢流调节装置，当凝汽器热井出现高水位时，凝结水可返回到凝补水箱。现有的技术存在如下缺点：凝结水补水泵长期闲置不用，浪费资源；水泵选型不合理，流量及扬程过大，浪费成本；溢流管道长期不用，导致管道锈蚀,甚至可能溢流水回流污染整个凝补水箱的水质；发电机电子冷却水铜离子易超标，引起发电机线棒击穿等事故，影响机组安全。

发明内容

基于此，有必要提供一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法及装置，减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

其技术方案如下：

一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，包括如下步骤：

机组启动前，以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，到达第一预设水位后，冲洗凝结水系统及除氧器；

清洗合格后，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行，其中，第二补水量小于第一补水量，第二补水压力小于第一补水压力；

机组正常运行时，利用除盐水箱与凝汽器热井之间的水位差和液压差进行凝汽器热井自流补水。

在其中一个实施例中，除盐水箱与凝汽器热井之间的预设的液压差大于除盐水箱至凝汽器热井之间的管道阻力。

在其中一个实施例中，当利用除盐水箱与凝汽器热井之间的水位差和液压差进行凝汽器热进补水无法满足机组正常运行时，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水。

在其中一个实施例中，冲洗凝结水系统及除氧器的过程中，还包括以第一补水量及第一补水压力向除氧器水箱充水至第二预设水位，再对锅炉进行冷态冲洗。

在其中一个实施例中，所述第一补水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量。

一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，包括除盐水箱、第一补水装置、第二补水装置及机组补水装置，，所述第一补水装置的一端及所述第二补水装置的一端均与所述除盐水箱连通，所述第一补水装置的另一端及所述第二补水装置的另一端均与所述机组补水装置连通，其中，第一补水装置的出水量及出水压力均大于所述第二补水装置的出水量及出水压力。

在其中一个实施例中，所述第一补水装置包括第一补水泵、第一滤网、第一隔离阀及第一止回阀，所述第一补水泵通过第一滤网及第一隔离阀与所述除盐水箱相连通，所述第一补水泵通过第一止回阀与所述机组补水装置相连通；所述第二补水装置包括第二补水泵、第二滤网、第二隔离阀及第二止回阀，所述第二补水泵通过第二滤网及第二隔离阀与所述除盐水箱相连通，所述第二补水泵通过第二止回阀与所述机组补水装置相连通。

在其中一个实施例中，所述第一补水泵的出水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量。

在其中一个实施例中，所述第三补水装置包括第三止回阀及第三隔离阀，所述第三止回阀的进水端与所述除盐水箱连通，所述第三止回阀的出水端与所述第三隔离阀的进水端连通，所述第三隔离阀的出水端与所述机组补水装置连通。

在其中一个实施例中，还包括监测装置，所监测装置用于实时监测机组补水需求量，所述监测装置与控制装置电连接。

上述本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

上述本发明的有益效果：

上述300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，利用机组启动前的补水需求与机组启动时的补水需求的不同，通过以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，并进行凝结水系统及除氧器清洗；再以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行；最后利用除盐水箱与凝汽器热井之间的液压差进行凝汽器热井补水以满足机组正常运行需要，充分利用机组运行特点，节约了运行成本。本发明的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法可减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

上述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，根据机组的不同阶段的补水需求情况，设置第一补水装置、第二补水装置、第三补水装置，同时结合机组运行的特点来选择第一补水装置、第二补水装置及第三补水装置，充分利用设备资源，节约设备投资成本。在实际应用过程中，该300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置可减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

附图说明

图1为本发明所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法的流程示意图；

图2为本发明所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置示意图。

附图标记说明：

100、除盐水箱，110、出水口，120、调节阀，200、第一补水装置，210、第一补水泵，220、第一滤网，230、第一隔离阀，240、第一止回阀，300、第二补水装置，310、第二补水泵，320、第二滤网，330、第二隔离阀，340、第二止回阀，400、第三补水装置，410、第三止回阀，420、第三隔离阀，500、机组补水装置，510、凝汽器热井，520、凝结水系统，530、除氧器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

从图1所示，本发明所述的一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，包括如下步骤：

机组启动前，以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，到达第一预设水位后，冲洗凝结水系统及除氧器；

清洗合格后，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行，其中，第二补水量小于第一补水量，第二补水压力小于第一补水压力；

机组正常运行时，利用除盐水箱与凝汽器热井之间的液压差进行凝汽器热井补水。

300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，利用机组启动前的补水需求与机组启动时的补水需求的不同，通过以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，并进行凝结水系统及除氧器清洗；再以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行；最后利用除盐水箱与凝汽器热井之间的液压差进行凝汽器热井补水以满足机组正常运行需要，充分利用机组运行特点，节约了运行成本。本发明的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法可减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

需要说明的是，第一补水量及第二补水量均是指水泵的出水量的大小，如第一补水量为600t/h；第一补水压力及第二补水压力均是指水泵的扬程大小，如第一补水压力为60m扬程。锅炉最大连续蒸发量简称BMCR，是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。

除盐水箱与凝汽器热井之间的预设的液压差大于除盐水箱至凝汽器热井之间的管道阻力，保证形成压差自流补水。该除盐水箱的水位维持在12-14m的高位，另外管道阻力压紧小，利用除盐水箱与凝汽器热井之间的压差自流补水，可减少运行成本，降低设备投资成本。

当利用除盐水箱与凝汽器热井之间的液压差进行凝汽器热进补水无法满足机组正常运行时，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水，以保证该机组的正常运行，同时及时给除盐水箱补水，提高其水位，恢复压差自流补水。

冲洗过程中，还包括以第一补水量及第一补水压力向除氧器水箱充水至第二预设水位，再对锅炉进行冷态冲洗，避免锅炉在运行过程发生腐蚀。锅炉对水质要求比较严格，为了防止锅炉受热面内部腐蚀及管壁超温，在机组启动前应对锅炉进行清洗，冲洗至水中的铁离子含量<200mg/L。

第一补水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量，以满足机组冷态清洗流量的要求；在特殊情况下，锅炉热态冲洗阶段大部分工质可能不回收，此时补水量将达到最低稳燃负荷的补水量，第一补水量为25％～30％的锅炉最大连续蒸发量。第二补水量大于或等于百分之二的锅炉最大连续蒸发量，以满足机组正常运行需要，因为电厂正常运行的汽水损失包括设备及管道不严密处的泄漏和一些不可避免的汽水损失,如锅炉的排污、除氧器的排气、汽水取样、锅炉蒸汽吹灰以及热电联产机组的供热等。以2x600MW超临界常规火电机组为例，可利用1台600t/h启动补水泵(扬程60m)来提供第一补水量及第一补水压力；可利用2台70t/h运行补水泵(扬程45m)提供第二补水量及第二补水压力；另其第一预设水位为6m-8m，优选为7.5m；第二预设水位为除氧器中心线以上0.60m。

从图2所示，本发明所述的一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，包括除盐水箱100、第一补水装置200、第二补水装置300及机组补水装置500，除盐水箱100设有除盐水箱100，第一补水装置200的一端及第二补水装置300的一端均与除盐水箱100连通，第一补水装置200的另一端及第二补水装置300的另一端均与机组补水装置500连通，其中，第一补水装置200的出水量及出水压力均大于第二补水装置300的出水量及出水压力。

300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，根据机组的不同阶段的补水需求情况，设置第一补水装置200、第二补水装置300、第三补水装置400，同时结合机组运行的特点来选择第一补水装置200、第二补水装置300及第三补水装置400，启动前利用一补水装置200进行补水冲洗；冲洗合格后，关闭第一补水装置200，启动初期，利用第二补水装置300进行补水；正常运行时，利用三补水装置400或第二补水装置300进行补水，充分利用设备资源，节约设备投资成本。在实际应用过程中，该300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置可减少设备投资及土建成本，减少占地面积，降低了凝结水补水被污染的可能性，提高了机组运行的安全性。

进一步的，第一补水装置200包括第一补水泵210、滤网220及、第一止回阀隔离阀230及第一止回阀240，第一补水泵210通过滤网220及第一隔离阀230与除盐水箱100相连通，第一补水泵210通过第一止回阀230第一止回阀240与机组补水装置500相连通；第二补水装置300包括第二补水泵310、第二滤网320、第二隔离阀330及第二止回阀340320及第二止回阀330，第二补水泵310通过第二滤网320及第二隔离阀330320与除盐水箱100相连通，第二补水泵310通过第二止回阀3340与机组补水装置500相连通。因而实现了机组的补水的稳定可调性，也可防止凝汽器热井510的水回流，浪费补水资源。由于常规电厂在机组启动及正常运行工况下补水量和设计参数差别较大，因此分别设置第一补水泵210和第二补水泵310。由于第一补水泵210仅在机组启动时使用，利用率低，因此宜采用定速调节方式。为节省投资，2台机组宜合用一套第一补水泵210。第二补水泵310以2台机组正常补水流量之和作为泵选型基础，2台机组共设置2台100％正常补水流量的补水泵，采用变频调速控制方式。

第一补水泵210的出水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量，以满足机组冷态清洗流量的要求；在特殊情况下，锅炉热态冲洗阶段大部分工质可能不回收，此时补水量将达到最低稳燃负荷的补水量，第一补水泵210的出水量为25％～30％的锅炉最大连续蒸发量。第二补水泵310的出水量大于或等于百分之二的锅炉最大连续蒸发量，以满足机组正常运行需要，因为电厂正常运行的汽水损失包括设备及管道不严密处的泄漏和一些不可避免的汽水损失,如锅炉的排污、除氧器530的排气、汽水取样、锅炉蒸汽吹灰以及热电联产机组的供热等。以2x600MW超临界常规火电机组为例，可利用1台600t/h第一补水泵210(D，扬程60m)来提供出水量及出水压力；可利用2台70t/h第二补水泵310(E1/E2，扬程45m)提供出水量及出水压力。

除盐水箱还设有调节阀120，调节阀120的一端与所述除盐水箱连通，调节阀的另一端分别与第一补水装置、第二补水装置及第三补水装置连通。通过设置调节阀120，便于调节出水量。

第三补水装置400包括第三止回阀410及第三隔离阀420，第三止回阀410的进水端与除盐水箱100连通，第三止回阀410的出水端与第三隔离阀420的进水端连通，第三隔离阀420的出水端与机组补水装置500连通。当机组正常运行后，关闭第一补水装置200及第二补水装置300，打开第三隔离阀420，利用除盐水箱100与凝汽器热井510之间的压差自流补水，可减少运行成本，降低设备投资成本。该第三止回阀410可防止凝汽器热井510的水回流，浪费补水资源。

300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置还包括控制装置(未示出)及监测装置(未示出)，所述控制装置用于控制第一补水装置、第二补水装置及第三补水装置的开启或关闭，所监测装置用于实时监测机组补水需求量，所述监测装置与控制装置电连接。通过监测装置实时监控机组补水需求情况，并将该需求信息发送给控制装置，控制装置根据需求信息自动调节补水装置的补水量，保证机组运行的可靠性。

机组补水装置500包括凝汽器热井510、凝结水系统520及除氧器530，凝汽器的热井、凝结水系统520及除氧器530均分别与第一补水装置200、第二补水装置300及第三补水装置400连通。因而实现了凝汽器热井510、凝结水系统520及除氧器530补水调节，便于控制，保证机组运行正常，可并联控制亦可串联控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，其特征在于，包括如下步骤：

机组启动前，以第一补水量及第一补水压力向凝汽器热井补水，到达第一预设水位后，冲洗凝结水系统及除氧器；

清洗合格后，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水至机组正常运行，其中，第二补水量小于第一补水量，第二补水压力小于第一补水压力；

机组正常运行时，利用除盐水箱与凝汽器热井之间的水位差和液压差进行凝汽器热井自流补水。

2.根据权利要求1所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，其特征在于，除盐水箱与凝汽器热井之间的预设的液压差大于除盐水箱至凝汽器热井之间的管道阻力。

3.根据权利要求1所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，其特征在于，当利用除盐水箱与凝汽器热井之间的水位差和液压差进行凝汽器热进补水无法满足机组正常运行时，以第二补水量及第二补水压力向凝汽器热井补水。

4.根据权利要求1所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，其特征在于，冲洗凝结水系统及除氧器的过程中，还包括以第一补水量及第一补水压力向除氧器水箱充水至第二预设水位，再对锅炉进行冷态冲洗。

5.根据权利要求1-4任一项所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水方法，其特征在于，所述第一补水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量。

6.一种300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，其特征在于，包括除盐水箱、第一补水装置、第二补水装置、第三补水装置及机组补水装置，，所述第一补水装置的一端、所述第二补水装置的一端及所述第三补水装置的一端均与所述除盐水箱连通，所述第一补水装置的另一端、所述第二补水装置的另一端及所述第三补水装置的另一端均与所述机组补水装置连通，其中，第一补水装置的出水量及出水压力均大于所述第二补水装置的出水量及出水压力。

7.根据权利要求6所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，其特征在于，所述第一补水装置包括第一补水泵、第一滤网、第一隔离阀及第一止回阀，所述第一补水泵通过第一滤网及第一隔离阀与所述除盐水箱相连通，所述第一补水泵通过第一止回阀与所述机组补水装置相连通；所述第二补水装置包括第二补水泵、第二滤网、第二隔离阀及第二止回阀，所述第二补水泵通过第二滤网及第二隔离阀与所述除盐水箱相连通，所述第二补水泵通过第二止回阀与所述机组补水装置相连通。

8.根据权利要求7所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，其特征在于，所述第一补水泵的出水量大于或等于百分之八的锅炉最大连续蒸发量。

9.根据权利要求6所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，其特征在于，所述第三补水装置包括第三止回阀及第三隔离阀，所述第三止回阀的进水端与所述除盐水箱连通，所述第三止回阀的出水端与所述第三隔离阀的进水端连通，所述第三隔离阀的出水端与所述机组补水装置连通。

10.根据权利要求6-9任一项所述的300MW及以上等级火电机组的凝结水补水装置，其特征在于，还包括监测装置，所监测装置用于实时监测机组补水需求量。