某火力发电厂循环水及工业水系统改造设计

摘要：文章针对某150MW机组火力发电厂的特点，介绍了循环水及工业给水系统投入运行后出现的问题，论证了技改的必要性及可行性，提供了有针对性的系统改造方案，并提出了技改后需要注意的问题。

关键词：循环水系统；工业水系统；技术改造方案；火力发电厂；水务系统 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2015）10-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0871

1 工程概况及系统简介

该电厂建设规模为2×480t/h循环硫化床（石灰石脱硫）+2×150MW凝汽式汽轮机燃煤发电机组。

该电厂循环水系统为扩大单元制再循环供水系统，每台机配5段机械通风冷却塔，每台机配2台立式斜流泵、1根DN1800循环水进水管及1根DN1800循环水出水管。机组凝汽量为321.91t/h，按冷却倍率65倍，每台机凝汽器冷却水量为20924m3/h，辅机冷却水量为1020m3/h，循环水设计水量为21944m3/h（6.10m3/s）。单台循环水泵流量为3.048m3/s，扬程为22.23m。每段冷却塔冷却水量为4390m3/h，进塔温度为40.5℃，出塔温度为32℃。补给水及工业水采用淡水。补给水泵2台，流量为485m3/h，扬程为41m。工业水泵3台，流量为450m3/h，扬程为54m。

电厂循环水及工业水系统设计主要依据《火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）》《火力发电厂水工设计技术规定（DL/T 5339-2006）》和《火力发电厂生活消防给水和排水技术规定（DLGJ 24-91）》。本文仅对本工程的循环水及工业水改造系统做如下阐述。

2 技术改造的必要性

（1）在机组运行期间，开两台工业水泵运行，工业回水全部排到循环水泵前池（作为循环水主要补充水），由于此水量大大超过冷却塔的水汽损失量，故多余的水不断夹带投入循环水中的阻垢剂、刹菌灭藻剂等药品自冷却塔溢流口处流失，其水量大于300t/h。由于向循环水中所添加的药品没循环多久后就大量流失，造成药量不足而引起凝汽器、冷油器等换热管道很快结垢，严重影响换热效果及经济运行。故需在保证足够工业水量的前提下尽可能地减少外界水流入循环水系统。新增加两台工业水泵则可解决该问题。

（2）每台炉安装四台冷渣器，每台冷渣器设计冷却水量为65t/h，冷却水回水温度约为60℃。此水未经冷却后直接排入循环水泵前池，由此而引起循环水温升高0.5℃～1℃，此升高的水温直接影响了机组的经济运行。故必须将冷渣器冷却水接到循环水母管，然后再经冷却塔进行冷却处理。增加冷渣器回水至循环水母管后，若运行中其余工业水回水温较高时，关闭工业水回水至循环水泵前池回水阀即可将部分或前部回到循环水母管后再经冷却塔进行冷却处理。

（3）每个冷却塔水池均由三个水池组成，分别由两个Φ1.2m及Φ1.4m连通管连通，由于连通管偏小，水流不畅，5#风机下水池水位比1#风机下水池水位高约100mm（开两台泵时接近300mm），造成大量循环水自位于5#风机下水池内的溢流管口不断流失，故必须临时加高冷却塔溢流管口高度，待水池有机会放水时再降低水池间隔墙两端高度，以保证流水通畅，流水通畅后还可相应提高循环水泵进水水位，降低循环水泵功耗。

（4）电厂自运行投产以来发现冷却塔冷却效果不佳，经冷却塔性能试验后发现冷却后水温未能达到额定设计值。为了满足机组安全稳定运行要求，必须要增设机力塔。

3 技术改造的可行性

3.1 水质的可行性

汽轮机透平油冷油器及给水泵冷油器均使用循环水作为冷却介质，那么锅炉中风机轴承、冷油器等也应该可以使用循环水作为冷却介质，虽然循环水水质较工业水质差些，但通过适当的加药处理并及时排污处理，是完全可以将结垢速度控制在可控范围内的。

3.2 运行的可行性

（1）若两台机组工业水系统均无缺陷时，1#～5#工业水泵均可向两台机组供水；（2）若1#机组工业水系统有缺陷而#2机处于运行状态时，关闭2、3、5、6阀门即可隔离1#机，而#2机仍可由1#～5#工业水泵供水；（3）若2#机组工业水系统有缺陷而#1机运行时，此时如果2#炉引风机工业水系统没有缺陷处理，关闭1、8、9阀门即可隔离#2机组，而1#机仍可由1#～5#工业水泵供水；最坏的情况是2#机组及2#炉引风机工业水系统均有故障，此时关闭1、7、8阀门后即可隔离，此时由1#～3#工业水泵供水。可见不论哪台机组有故障均可以可靠隔离且不影响另一台机组的安全运行。

3.3 调节的可行性

由于大部分情况下1#～5#工业水泵均可供水，故只需合理调节1#～3#工业水泵及4#、5#工业水泵的运行既可既保证冷却塔水池补水量，又可防止水资源及药品

流失。

3.4 游泳池热水供应的可行性

由于改造后可以形成任一台机可用4#、5#工业水泵供水，另一台机用1#～3#工业水泵供水，故只要有一台机组运行，就可随时保证游泳池干净热水水源的正常

供应。

3.5 技改场地的可行性

（1）循环水泵进水前池北面的草地上或烟道下面可增设2台自吸式工业水泵；（2）已建机械通风冷却塔的北面空地上可增设2台机械通风冷却塔。

3.6 供电的可行性

新增工业水泵用电负荷110kW，新增机械通风冷却塔用电负荷160kW，备用回路及超变压器容量均可实现配合。

4 技术改造主要内容

（1）增加两台工业水泵（暂命名为4#、5#，综合泵房内的命名为1#、2#、3#），安装在循环水泵进水前池北面，其抽水水源为循环水；增加两台工业水泵参数：Q=450m3/h，H=40m；（2）将冷渣器冷却水回水改接到循环水回水管；（3）每台机分别新增加1台机械通风冷却塔，共2台（暂命名为A塔、B塔）；（4）临时加高冷却塔溢流管口高度，待有机会排水时降低水池间隔墙两端高度；（5）增加部分工业水隔离阀。

5 系统改造

本改造工程共设新增2台工业水泵，命名为4#、5#工业水泵。2台水泵布置在循环水进水间北侧。当冷却塔发生循环水量溢流时，运行1台新增工业水泵，同时停运综合水泵房内的其中一台工业水泵，此时仍为2台工业水泵运行。若冷却塔仍然出现溢流，可启动另1台新增工业水泵，同时停运综合水泵房的另一台工业水泵，2台新增工业水泵同时运行。

为保证冷渣器冷却水回水不影响机组的经济运行，将冷渣器冷却水回水接至循环水回水母管，至冷却塔冷却处理。若机组运行中其他工业水回水温度较高时，可关闭工业水回水至循环水泵前池的回水阀，即可将部分或全部工业水回水回到循环水回水母管后至冷却塔冷却处理。

6 改造后存在问题

新增2台工业水泵及2台机械通风冷却塔后，已无开关柜备用回路，若还需要进行其他用电大负荷技改，则需要增加开关柜。在增设机力塔前在夏季环境温度较高的情况下由于循环水温太高，可能会造成用4#、5#工业水泵供水时会影响工业设备的冷却效果。

7 结语

火电厂循环水及工业水系统改造是一项意义重大的工作，需要结合理论设计及实际投产运行出现的具体问题，综合各方面因素，运行、设计、调试等各单位积极配合，各抒己见，有针对性地提出技术改造可行性方案，技改后有助于水务系统的合理利用、提高机组运行安全稳定性及节能经济，对建设创新高效型火力发电厂发挥重要的作用。

参考文献

[1] 罗贤勇.火力发电厂工业水系统设置探讨[J].沿海企业与科技，2009，（10）.

[2] 王玉秀.火力发电厂循环水系统存在的问题及处理

[J].河南电力，2004，（1）.

作者简介：刘建鹏（1980-），男，广西人，广西电力设计研究院有限公司水务部工程师，研究方向：给排水及消防

设计。

（责任编辑：周 琼）