简析电厂疏水系统管道优化方案

摘 要：文章介绍了火力发电厂疏水系统的设计原则，分析了火力发电厂有关设备的乏汽和工质回收以及疏水系统设置的情况，并提出一些建议，以达到节能减排的目的，降低企业生产成本，增加企业利润。

关键词：疏水；回收；疏水系统优化

引言

火力发电厂热力系统、设备在机组启动、停机检修及正常运行时需要有预暖、放空及疏水放气等要求，该部分操作伴随有一定的工质和能量的损失，回收、利用好这部分的工质和能量不仅节约资源，减少环境污染，同时也可以提高电厂的经济效益。

火力发电厂热力系统及设备的放水、放气系统主要包括：

（1）蒸汽、水管道启动的放水、放气。（2）蒸汽管道的经常疏水。（3）管道蒸汽伴热工质损失。（4）热力系统设备的检修放水。（5）设备的排汽、排污，除氧器溢放水、除氧器连续排汽、扩容器排汽放水等。

1 疏水系统的设计原则

火力发电厂疏水系统的设计是热力系统设计非常重要的部分，设计要遵循以下基本原则：

（1）热力设备和管道应设置完善的疏水、放水和排污水回收利用系统。（2）设备、管道的经常性疏水和疏水扩容器、连续排污扩容器所产生的蒸汽，应回收至热力系统直接利用。（3）设备、管道的启动疏水、事故及检修放水、锅炉排污水等水质稍差，可直接用作热网水的补充水或降温后作为锅炉补给水处理的原水、汽轮机凝汽器循环冷却水或除灰系统的补充水。

2 疏水系统的设置

2.1 热力系统工质回收

热力系统的工质回收主要针对主厂房内无压放水母管、有压放水母管、辅汽疏水母管。在设计中要根据系统功能及管道布置，合理地进行蒸汽、水管道的放水、放气点装置的设计，能满足机组各种工况运行要求。同时还要合理地进行辅汽疏水扩容器容积的选择，保证疏水尽量回收和疏水通畅。疏水系统设计一般包括无压放水系统、有压放水系统和辅汽疏水系统。

无压放水系统是满足机组停运、检修或水压试验等要求，将中低压汽水管道及设备中的存水，经过排水漏斗至无压放水母管排至汽机房集水坑或主厂房外。有压放水系统是放水直接接入有压放水母管并排至锅炉疏水（排污）扩容器或其他扩容器。高压给水系统水压试验放水也可通过该系统排放。辅汽疏水系统是回收辅助蒸汽系统启动暖管和运行时蒸汽在设备或管道内停滞所形成的凝结水，各疏水点的疏水直接汇集至辅汽疏水母管或辅汽疏水扩容器。根据水质的不同，可接至凝汽器回收或排至锅炉疏水（排污）扩容器。

不同的疏放水系统要按其功能和特点，设计有不同的要求。

2.1.1 无压放水系统

无压放水系统宜采用单元制；各放水、放气管道应通过排水漏斗接入无压放水母管； 无压放水系统宜采用集中大型漏斗分区域汇集放水；可在主厂房各层需要处集中设置高位漏斗，其排水接入零米层处设置的排水漏斗，再接入无压放水母管；无压放水母管根据主厂房布置，宜拟定一个或多个排出系统，可接至汽机房集水坑或主厂房外；排水漏斗后的管道规格宜比进入漏斗的管道总流通面积对应的管道规格大一至二级。

2.1.2 有压放水系统

有压放水系统宜采用单元制。各放水点宜单独接入有压放水母管。有压放水母管宜接至锅炉疏水（排污）扩容器。

2.1.3 辅汽疏水母管

辅汽疏水母管宜采用单元制，也可采用母管制。

设置辅汽疏水扩容器：辅汽管道的各疏水点接至辅汽疏水扩容器集管，进入扩容器产生的蒸汽排入大气，水质合格时疏水接至凝汽器，水质不合格时疏水接至锅炉疏水（排污）扩容器或其他容器。为了保证凝汽器的真空，辅汽疏水也可仅排至锅炉疏水（排污）扩容器。

采用辅汽疏水母管：辅汽管道的各疏水点直接接入疏水母管。水质合格时疏水接至凝汽器，水质不合格时疏水接至锅炉疏水（排污）扩容器或其他容器。

2.1.4 疏水、放水、放气形式选择

对于疏水、放水、放气形式选择，要根据系统设计参数、功能，以及在机组运行工程中具体情况确定。疏放水形式选择是否合适，直接关系到管道在运行工程中是否安全和经济。在设计中应按以下要求：

（1）对于大于等于PN40的管道放水和放气阀应串联装设两个截止阀；对于小于等于PN25的管道放水和放气阀应装设一个截止阀。（2）用于水压试验的放气管道，可经关断阀后通过漏斗接入无压放水母管；对于蒸汽管道也可在水压试验后将放气管道以及阀门割除，并将放气接头封堵。（3）辅助蒸汽的经常疏水、启动疏水和放水装置应联合设置。可不单独设启动疏水，启动疏水和经常疏水的旁路合并，放水仍通过漏斗排出。（4）辅助蒸汽的经常疏水器宜采用热动力式或机械式，不宜采用孔板式疏水装置。（5）疏水器前后宜安装关断阀，便于疏水阀检修。（6）疏水、放水和放气管道的公称通径应按《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T 5054-1996中表8.5.1-1选取。

2.2 疏水系统优化方案

疏放水管道一般是小直径的管道，按规定设计院可以不出详细的布置图，由施工单位现场根据系统布置安装，往往会产生一些问题。所以在施工中按以下要求进行安装。

2.2.1 运行中相同压力的疏水管道应尽量合并，减少疏水阀门的数量

（1）主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道进汽机前的主管和支管上的疏水点进行合并，以减少疏水阀和疏水管道数量。应注意疏水管道尽量对称布置。（2）改变低压旁路前管道坡度，取消低压旁路前疏水。（3）抽汽管道止回阀和电动关断阀间的放水点取消；抽汽管道上的放气点取消，若进行水压试验，水压试验后应将放气点堵板焊死。（4）轴封系统：将轴封回汽管道疏水接至轴封加热器疏水多级水封，轴封供汽母管管道疏水采用U型水封，轴封溢流管道建议增加进入低加一路。（5）辅助蒸汽系统：布置较近的放水点尽量合并。

2.2.2 疏水系统阀门应采用质量可靠、性能有保证、使用业绩优良的产品。

2.2.3 为防止疏水系统泄漏，造成阀芯摧损，各疏水管道建议加装一道手动隔离阀，原则上手动隔离阀安装在疏水阀的上游。正常情况下手动隔离阀常开。当疏水阀在机组运行时出现内漏需无条件检修时，手动隔离阀可作为临时措施进行隔离。

2.2.4 对于运行中处于热备用的管道或设备，在用汽设备的入口门前应能实现暖管，暖管采用组合型自动疏水器，不应采用节流疏水孔板连续疏水方式。减少工质及热量损失。

2.3 热力系统放水、放气管道合理布置

疏放水管道一般是小直径的管道，按规定设计院可以不出详细的布置图，由施工单位现场根据系统布置安装，往往会产生一些问题。所以在施工中按以下要求进行安装。在放气、放水小径管布置较集中的地方布置一些漏斗，放水、放气管就近接入，溢出水经漏斗汇总排至无压放水母管。同时适当加大漏斗后管道直径，使得操作方便安全，而且地面上不会有溢流水，干净环保。蒸汽疏水管道不论大小，都应接入疏水系统，回收工质，同时能避免厂房内出现疏出的热水大量冒汽的现象。

2.4 热力系统乏汽的回收

2.4.1 乏汽回收的意义

电能生产过程中排出的蒸汽或高温冷凝水回收过程中产生的二次蒸汽称为乏汽。乏汽由于压力较低，满足不了用汽设备的要求。因而常常将其直接排掉，造成了工质和热量的损失，同时还形成环境污染。

乏汽是没有被污染的低温蒸汽，具有较高的热值。它可以送回锅炉或给水系统，或与除盐水混合以提高补给水的温度，再将升温后的除盐水送至系统，充分利用热量，减少高品质蒸汽的使用量，达到无排放、无污染、节能环保的目的。

2.4.2 可利用乏汽范围

火力发电厂中，管道及系统的放水、放气的工质一般被集中回收，但有些设备由于工艺要求，会持续或间断产生排汽，在常规设计中未加以利用，如：

（1）系统排污损失-扩容器等；（2）除氧器排汽-对空连续排汽；（3）设备检修时系统放水、放气的工质和热量损失；（4）其他生产过程中生成热量未被利用的损失。

随着加强节能减排工作，上述部分的热量和工质的损失越来越被重视。

2.4.3 除氧器连续排汽、锅炉疏水扩容器排汽的回收

除氧器连续排汽虽然汽量小，但连续排放。采用先进的内置式除氧器，除氧器连续排放蒸汽通常为0.1～0.2%的加热蒸汽量，按照0.2%考虑，对于1000MW机组来说，单台机组除氧器年排放蒸汽约1100吨。目前可考虑的回收方式有两种。一种方式是回收除氧器的连续排汽进入凝汽器，进入凝汽器虽然回收了工质，但除氧器排汽的热量被循环水带走，排汽的热量没有被回收。另外一种方式：设置乏汽热能回收器，用凝结水或除盐水作为介质，回收除氧器排汽的热量，加热后凝结水进入温度接近的凝结水系统。

对于直流锅炉，不设置定期排污扩容器和连续排污扩容器，仅设置锅炉疏水扩容器，收集锅炉建立直流负荷前的启动排水，但回收装置的投资较高，且不能连续运行，经济性不佳，且锅炉疏水扩容器的排汽排入凝汽器，增加了真空系统的风险，且只回收了工质。因此，不考虑疏水扩容器的排汽回收。

3 结束语

在火力发电厂设计中，应重视疏放水系统管道的设计，以满足电厂安全运行及检修要求。简化系统、减少疏水系统泄漏的可能，提高疏放水的回收利用。

火力发电厂乏汽、工质回收，既达到节能减排的目的，又降低了企业生产的成本，增加企业利润，应积极开展相关系统优化设计。

参考文献

[1]华北电力学院.火电厂热力设备及系统[M].电力出版社，1980.

[2]赵廷元，岳学文，孙振安.热力管道设计手册[M].山西科学教育出版社，1986.

[3]中华人民共和国电力行业标准.DL/T5054-1996.火力发电厂汽水管道设计技术规定[S]，1996.