大流量過濾器在電廠凝結水系統的應用
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
機組冷態啟動時的凝結水處理對機組的安全經濟運行有著很大的影響。冷態啟動時，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濟性。凝結水系統中，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。
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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，質量不穩定，無法滿足機組啟動時快速去除凝結水固形物的要求。
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美國PALL公司是一家有50多年過濾技術經驗的專業廠家，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公司近年研發的專利產品(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運行時都可使用。濾芯經久耐用，還可以最少地、最經濟地配置過濾器。
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幾種傳統的過濾方法和PALL公司大流量過濾器性能比較列于表1。
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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中的氧化鐵等固形物，有效地避免機組啟動后高溫狀態下氧化物形成溶解狀態，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。
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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實測數據為過濾器前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多發電效益，應扣除多發電使用的燃煤，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成本為60元/t)
(3)另外，可節省鍋爐燒油的費用：(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督的要求，強行帶負荷，直接后果是熱力系統結垢速率增加，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的鐵，相當于正常運行3年的量。
6 結語
在凝結水系統上安裝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，為機組啟動節省了寶貴的時間。
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