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摘要：本文对火电厂掺凉水池的相关系统进行优化，并通过数值模拟手段对掺凉水池内部温度进行分析进而优化掺凉水池布置，保证掺凉水池的出口水温满足机组排水槽要求，保证机组排水槽运行安全。
关键词：掺凉水池
机组排水槽主要用于收集空预器冲洗水、化学清洗排水以及机组启动和运行排水。作为主厂房区域排水的中转站在火电厂有相当重要作用。近年部分电厂将机组排水槽和凝结水精处理废水池合并，凝结水精处理及再生系统的排水也排入机组排水槽中，机组排水槽防腐的寿命对机组排水槽以及整个电厂安全运行有重要意义。常规防腐材料要求废水温度不能高于60℃，因此对于控制机组排水槽入口启动以及运行疏水温度对保证机组排水槽寿命有决定性意义。
常规工程机组排水槽入口会设有掺凉水池，采用工业水先将锅炉启动以及运行疏水进行冷却，降低启动以及运行疏水温度，但国内也出现过掺凉水池冷却效果不好导致机组排水槽水温过高，排水槽防腐脱落、提升泵入口管道烫坏的现象。本文以某工程为例，槽掺凉水系统并通过数值模拟手段对掺凉水池内水温以及接口位置进行研究，机组排水槽安全运行。
1.掺凉水系统说明及优化
掺凉水一般采用工业水，国内设计习惯一般由设计院水工专业供至掺凉水池入口，掺凉水池入口设置闸阀，通过闸阀开闭调节掺凉水量。但闸阀并没有太强的调节能力，但对于锅炉疏水系统，在不同工况下锅炉疏水量有很大差别。如某工程为300MW等级亚临界流化床锅炉，机组正常运行时锅炉排污率为1-3%，机组启动时排污率为6%。这样折算下来锅炉正常运行工况疏水量约为11-34t，启动工况疏水量为67t。如在运行时不调节工业掺凉水量，将浪费大量工业水。另外，国内通常在掺凉水池入口采用手动阀门，需要人工去开闭阀门，增加了人力工作量，另外对于掺凉水池的出口水温控制完全需要个人经验。
本工程结合国内机组排水槽出现主要问题对现有系统进行优化，首先将手动闸阀修改为电动调节阀，更好的调节不同工况下掺凉水水量。其次在掺凉水池和机组排水槽接近的位置设置温度测点，并将温度测点和调节阀进行连锁，根据实际温度准确控制掺凉水量，保证掺凉水量充足供应同时又保证不浪费工业水。另外，在调节阀进出口设置闸阀，并对调节阀设置旁路闸阀，保证在调节阀检修的情况下掺凉水系统仍可以使用，提高系统可靠性，同时降低了调节阀自身成本。具体系统如图2所示。
由以上两公式可以看出，只要确定各点焓值就可以得出掺凉水量，本工程锅炉疏水经过大气式扩容器扩容，水压为大气压力，水温不超过100℃，掺凉用工业水压0.5MPa，工业水夏季运行温度为30℃，掺凉后水温最高温度为60℃，本工程考虑10℃设计余量，即按50℃考虑，同时掺凉水池也是直通大气池子，水压和大气压力相同。由以上汽水参数可以确定各点焓值，通过计算得出正常运行条件下掺凉水量为30-86t/h，启动及事故工况下掺凉水量为170t/h。
3.掺凉水池布置说明
根据现场实际情况同时考虑掺凉水池冷却效果，本工程掺凉水池采用“对角线”型布置，即掺凉水入口和锅炉疏水布置在掺凉水池和机组排水槽接口的对角线一端，更大程度保证水在掺凉水池中的混合效果，水池布置详图如图3所示：
由图5可以看出掺凉水池出口大部分区域内，水池内部温度都保持在47-50℃范围内，掺凉水在锅炉疏水进入水池范围很好的起到冷却作用。且由模拟结果可以看出，本工程温度测点设置在掺凉水池出口的温度测点处于水池温度比较稳定区域内，测出温度和实际排出水温度更加接近，可以确保调节阀出口掺凉水量更加准确。
5.结论
本文以某电厂掺凉水池为例，在系统和布置方面对掺凉水系统以及掺凉水池进行优化，并通过Fluent软件对掺凉水池内部温度分布进行分析，证明了掺凉水池的优化效果，并保证机组排水槽安全稳定运行。
参考文献：
[1]FLUENT流体工程仿真计算实力与应用北京理工大学出版社
[2]ANSYSFLUENT流体分析与工程实例电子工业出版社