PallUltipleat大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用

1、Pall Ultipleat大流量过滤器在电厂凝结水系统的应用摘要：在机组大修（或小修）启动阶段，固体颗粒会随着水汽的循环分散于系统中，在一定的温度、压力和pH条件下成为溶解杂质。因此，作为溶解杂质的主要来源，固体杂质的控制有助于降低溶解态金属离子的含量。相当数量的铁离子在系统中沉积会形成垢下腐蚀，铁、硅系列离子在汽轮机和锅炉管道中/低压区段的也会形成沉积。采用Pall公司生产的 Ultipleat凝结水大流量过滤器，可以有效地去除这些固体颗粒，防止这些问题的发生，其经济效益是巨大的。关键词：大流量过滤器 冷态启动 固体杂质 过滤一、系统改造前的状况江苏利港电力有限公司目前有一、二期工程350

2、MW机组四台，三、四期工程正在建设中，其中一、二期凝结水系统（系统参数：单台凝泵流量875t/h，入口温度32.9，压头21.6bar，出口管路通径300mm），没有配置凝结水处理设备。二、凝结水启动初期凝结水处理的必要性机组冷态启动时的凝结水处理对机组的安全经济运行有着很大的影响。国内外火力发电厂普遍存在着冷态启动时，凝结水中氧化铁等固形物超标的问题，导致机组启动时间长，大量排污，长时间烧油维持锅炉的低负荷，甚至还存在着为了抢负荷而牺牲水汽品质的问题，严重影响机组运行的安全性及经济性。由于热力系统热胀冷缩的作用，系统中的氧化铁在冷态启动时会进入凝结水系统中，产生“剥皮”现象1，导致启动时的氧

3、化铁超标严重，如果不及时去除这些固形物，系统水温升高后，固态氧化物又会向溶解性的物质转变，最终会导致水冷壁管等热力系统结垢加速，引起垢下腐蚀。给化学监督工作带来极大的困难。大量的杂质进入锅炉后，为保证水汽品质合格，必然需要进行大量排污，往往在启动期间连排开度至最大，定期排污每二个小时进行一次都会很长时间才能使水质合格。这种排污将损失大量的热能，并需要补充大量的除盐水。 凝结水系统中，大约90%以上的金属污染物是固体颗粒状的，而其中绝大部分是铁，其颗粒主要分布在615microns。机组启动时，随着水温的变化，固形物会溶解到凝结水中，从而导致系统中的溶解态的铁含量增加。因此，这类杂质在冷态启动时

4、将它们除去是非常有效和必要的。为防止启动期间的污染物对水汽系统结垢的严重影响，美国EPRI对污染物含量控制，要求在满负荷前不得高于10ppb，据有关资料统计，冷态启动时，机组三天的时间所带的金属相当正常运行一年的量2，这对机组的效率来讲是不容忽视的。针对以上状况，去除凝结水中的固形物就非常有必要，也是有效的。三、处理方案比较国内目前使用的除铁器，效果差，故障率高，使得使用率低。传统线绕和喷熔式过滤器，由于占地面积大，压差大以及更换滤芯非常麻烦，使其使用有很大的局限性。同时由于这两种形式的除铁效率不高，也逐渐被淘汰。美国PALL公司是一家有50多年过滤技术经验的专业厂家，其专利技术 Ultipl

5、eat® High Flow technology 有效地控制凝结水中的金属及硅等固体污染物。FlowSupport LayerOuter WrapDrainage LayerMedium FilterA美国PALL公司专利Ultipleat® High Flow technologyD传统的喷熔式CPALL公司Ultipleat® High Flow 滤芯细微结构B传统的打折过滤Outer CageCoreDrainage LayerSupport LayerFilterMediumFlow大流量滤壳中可装多支滤芯.可以提供很广的流量范围,无论是启动时使用还是连

6、续运行.它们的设计使得滤芯经久耐用.大容量的滤芯可以最小化、最经济地配置过滤器。The Ultipleat High Flow 滤芯是PALL公司近年研发的专利产品。（图A）这一革命性的设计允许高流量的介质通过滤材。集合了高效、低差损和长寿命等特性。滤芯的里进外出结构使得滤芯更换容易，同时保持污染物在滤芯的内部。滤芯的无金属结构使得它可以完全燃烧、压扁等环保处理。滤芯的过滤比（值）达3000。（一次性过滤3000颗粒最多漏过一个）。传统的打折式滤芯（图B），由于滤芯是外进里出，除了过滤比很低外，由于其不合理的结构设计，导致其流量分配不均，滤芯寿命短。传统的喷熔式滤芯（图D），由于其通量小，压差

7、大，一台凝结水处理的过滤器，往往要装上500-1000支滤芯，滤芯的安装要求极高，一旦出现一支滤芯漏流，对整个过滤器的过滤效果影响很大。本身其值在40-100之间，而且由于其工艺局限，质量不稳定。无法较好地满足机组启动时快速去除凝结水固形物的要求。方案比较方案优缺点电磁除铁器除铁效果差传统线绕式和喷熔式过滤器占地面积大，压差大，流量小，需要的滤芯多，更换滤芯麻烦，使用局限性大，除铁效果差。凝结水精处理效果好，占地较大，投资费用较高，维护费用高，树脂失效后需要再生，受铁污染后难以再生，精处理前一般需要前置过滤。PALL大流量过滤器压差小，流量大，占地少，安装方便，费用少，去除固形物效果好，维护方

8、便。Pall 公司大流量凝结水过滤器，具有过滤通量大、压差小、占地小、精度高、安装方便等特点，可以很快地消除系统中的氧化铁等固形物，有效地避免机组启动后高温状态下氧化物形成溶解状态，大大缩短机组的启动时间，有效缩短机组启动期间水质合格时间。 综上所述，决定采用PALL公司的大流量过滤器，对我厂#2机组凝结水进行启动时的过滤处理。四、实施情况：选用PALL公司的过滤器：32HFHS-6GDAH25-CHP0018，压力等级3Mpa，水压试验3.75Mpa，流量800T/H，最大流量960T/H，滤芯数量32支，滤芯长度60英寸。允许介质温度：65，初始压差0.02bar，差压达到1.5bar时更

9、换滤芯，最大允许压差3.5bar，过滤器进出口通径300mm。壳体、管板、滤芯骨架材质采用304不锈钢，壳体长度：3.8米，直径：1.3米。根据该过滤器的参数特点，能够满足安装在凝泵出口与轴加之间。在#2机组中修(2004/92004/10)中，在该机组上进行安装，安装在凝泵出口到轴加进水门之间。系统示意图如下：过滤器凝泵A轴加进水凝泵B 五、实施后的效果5.1、在机组启动期间进行凝结水过滤处理。这种处理方式投用后在非常短的时间内，使水汽品质合格，大大缩短了启动时间。实际情况如下：#2机于2004年12月12日2点半开始点火前水冲洗，12日16点半汽机开始冲转，直到13日13点，凝水铁仍在20

10、00到3000mg/L，经双方相关人员协商开始投放UHF型凝结水大流量过滤器，13点半实测数据为过滤器滤前2400mg/L，过滤器滤后302mg/L， 到17点半过滤器滤前257mg/L，过滤器滤后80mg/L，此时凝水开始回收。到22点，过滤器滤前166，而过滤器滤后则逐渐降低到54mg/L。机组点火到凝水合格回收总共化了39小时，我厂在#1机组大修，锅炉酸洗后正常启动带满负荷、水汽品质合格用了98小时，两者相比节省了59个小时。5.2、下表为该机组大修后冷态启动时，投用大流量过滤器分析凝结水铁含量数据汇总：测定时间过滤前过滤后2004年12月13日13:00240068013:403021

11、4:3029019515:3023213916:3044119018:302126621:152115422:002941712月14日0:3067212:3077164:305386:303878:3012045.3、 济效益分析注：本对比参照我厂2002年10月份#1机组大修冷态启动时有关数据。启动至水汽品质合格时间为98小时，启动换水补水3683吨，燃油120t。本次#2机组启动除盐水耗用了1400吨，燃油使用了40吨，启动到水汽合格时间为39小时。5.3.1、 启动时间缩短59小时，多发电效益（扣除了多发电使用的燃煤，其余折旧不考虑）：350000KW×0.8×59

12、小时×（0.3元/KWH-538元/吨×320g/KwH /1000000）=211.19万元(平均负荷以80%，每度电以0.3元计算，标煤价格538元/吨，煤耗320g/KwH)5.3.2、 置换除盐水造成的损失：（3683-1400）吨 ×60元/吨=13.7万元（除盐水电厂自行生产成本为60元/吨）5.3.3、 特别是保持低负荷时锅炉烧油的费用：80吨×3000元/吨=24万元。5.3.4、 如果计算发电损失,一次大修后机组启动时直接经济效益约为248.89万元。5.3.5、 据国外有关资料介绍，一次小修后启动直接经济效益约为大修的60%。5.3.6、 通常情况下，电厂为了抢负荷，往往是不顾及化学监督的要求，强行带负荷，直接后果是导致热力系统结垢速率增加，影响机组的效率，这种影响是长期的。国内外的研究表明，如果没有启动过滤器，一次启动带入热力系统的铁，相当于正常运行三年的量。六、结论在凝结水系统上安装颇尔公司生产的UHF型大流量过滤器，能有效地去除水中的固体颗粒，显著地减少金属离子在系统中的溶解，铁离子引起的锅炉水冷壁结垢以及垢下腐蚀导致的不良影响，将会由过滤器的净化而降至最低。颇尔公司UHF