凝汽設(shè)備效率提升分析

穆道江　宋和圓

摘要：當(dāng)今我們所處的時代是不可再生能源煤瀕臨枯竭的時代，節(jié)約能源已迫在眉睫。各火電廠無不重視節(jié)能工作，并孜孜以求降耗節(jié)能的新途徑，以期提高機組運行的經(jīng)濟(jì)性。凝汽器是汽輪發(fā)電機組的重要輔機之一，它的性能好壞直接影響機組的運行。因此提升凝汽設(shè)備效率，在國民經(jīng)濟(jì)中具有非常重要的作用。本文提出了對現(xiàn)役凝汽設(shè)備的整體優(yōu)化，提高了設(shè)備的使用壽命、換熱效率，從而提高了機組的安全經(jīng)濟(jì)運行，以獲得適宜或最佳的節(jié)能減排效果。

關(guān)鍵詞：凝汽器；總體傳熱系數(shù)；優(yōu)化

引言

工業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致了環(huán)境的污染。環(huán)境的污染正嚴(yán)重的威脅著人類的安全，治理環(huán)境和保護(hù)環(huán)境是人們十分關(guān)注的問題。降耗節(jié)能是減少環(huán)境污染的一項重要措施。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 生產(chǎn)、生活用電量越來越大，各大火電廠都在不斷增大發(fā)電機組，以滿足社會用電需求。

1.系統(tǒng)組成

優(yōu)化系統(tǒng)不僅可以提高凝氣系統(tǒng)真空，而且可以減少凝汽系統(tǒng)的熱損失。該系統(tǒng)是一項節(jié)能和減少環(huán)境污染的實用項目，是一套利用提升凝汽系統(tǒng)內(nèi)部真空改善機組效率的系統(tǒng)化改進(jìn)工程。系統(tǒng)設(shè)備主要包括：機械霧化補水裝置、抽吸設(shè)備、循環(huán)泵、循環(huán)水箱、相關(guān)管路及配套電器儀表組成。

2.工藝過程

依據(jù)機組實際運行工況及參數(shù)進(jìn)行分析計算→確定問題，提出可實施方案→設(shè)計制作系統(tǒng)設(shè)備→現(xiàn)場安裝設(shè)備、管路及相關(guān)熱工儀表→改良現(xiàn)有設(shè)備及管路系統(tǒng)→調(diào)試運行→記錄現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)→分析計算節(jié)能效果

3.技術(shù)特點

3.1抽吸設(shè)備

抽吸設(shè)備是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，主要由工作水入口水室、噴嘴、混合室、擴(kuò)散管和自動逆止裝置等部件組成。我公司經(jīng)過多次更新改進(jìn)研制出新型蝸旋緩沖式多通道抽吸設(shè)備，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

多通道式的混吸室采用蝸旋斜切空氣噴咀，它與過去的水汽噴射器組的結(jié)構(gòu)有本質(zhì)的區(qū)別，它打破了傳統(tǒng)的水氣垂直交錯流動的設(shè)計模式，經(jīng)蝸旋斜切空氣噴咀后，使得水束外圍的空氣質(zhì)點分布均勻，相互接觸面積進(jìn)一步增大，混合能力增強，形成同向流動，有利于水束裹脅氣體排氣，大大提高抽吸效率，還能避免水束偏斜，沖擊四壁發(fā)出振動。蝸旋斜切空氣咀，能使水束外的空氣層，像鍋爐燃燒的側(cè)壁風(fēng)一樣，約束水束擴(kuò)張，因而氣水混合物更順利地進(jìn)入喉部；蝸旋斜切空氣噴咀的設(shè)計，可使每個水束發(fā)揮同等功效。它能解決氣流分布不均，水束做功不均的現(xiàn)象，特別是中間空氣噴咀，受周圍水束的影響，可能不做功，本設(shè)計則完全避免了這些缺陷，使之更好的發(fā)揮作用；喉口設(shè)計了帶緩沖均壓室的聚流口，能吸收噪音，減少振動（緩沖）對縮口處增速降壓。

3.2機械霧化補水裝置

機械霧化補水裝置具有阻力小，換熱充分等特點。在一般情況下，從凝汽器抽出的蒸汽空氣混合物，蒸汽占2/3，空氣占1/3?；旌衔镏械恼羝怀槲O(shè)備的工質(zhì)水帶走，增大了凝汽系統(tǒng)的熱損失；同時，由于凝汽器中的壓力是由凝汽器中空氣量和溫度決定的，抽出是蒸汽空氣混合物中的溫度越高，抽吸設(shè)備的性能將隨之下降。加裝機械霧化補水裝置是提高抽汽性能的重要措施，將蒸汽空氣混合物中的蒸汽凝結(jié)后，抽空氣量可成倍增加。

另一方面，機械霧化混合熱交換器的冷源介質(zhì)是接入除氧器的常溫除鹽水（溫度在20℃左右），其從熱交換裝置補入，補充水吸收了一定的熱量，以比低壓除氧器出水溫度高50℃左右進(jìn)入高壓除氧器。從而增加了低壓系統(tǒng)抽汽量，即低品位抽汽量增加；減少了高壓除氧器的抽汽量，使高品位抽汽量減少，增加了這部分蒸汽在機內(nèi)的作功，同時，還減少了補充水吸熱過程中的傳熱偏差，降低了傳熱過程中不可逆損失，提高了熱功轉(zhuǎn)換效率，回?zé)嵝Ч黠@提高；補水熱交換器后，又進(jìn)行真空除氧，提高了整個回?zé)嵯到y(tǒng)的除氧能力。

凝汽器對補水進(jìn)行真空除氧，提高了整個回?zé)嵯到y(tǒng)的除氧能力。

補水在凝汽器中吸收排汽熱量，減少了一定份額的余額損失，強化了熱交換，降低了排汽溫度，改善了機組真空，而且在補水溫度比排汽溫度降低時，效果就越明顯，不僅經(jīng)濟(jì)且利于機組接帶負(fù)荷。

4.結(jié)語

本系統(tǒng)產(chǎn)品屬非標(biāo)產(chǎn)品，它是根據(jù)實際用戶現(xiàn)場實際參數(shù)要求進(jìn)行計算分析得出，其抽吸設(shè)備選型方法為Ga=Gs/25+2（g/s）。系統(tǒng)部分設(shè)備從外型上與同類產(chǎn)品有相似之處，但整體系統(tǒng)布置、裝置組合及內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)與其同類產(chǎn)品都有著本質(zhì)的區(qū)別，也是同行業(yè)所不能實現(xiàn)的。由此形成的產(chǎn)品性能也得到了進(jìn)一步優(yōu)化。經(jīng)數(shù)家電廠運行得出數(shù)據(jù)，其性能較完善前有明顯提高。以某國產(chǎn)300MW機組為例：配置的凝汽器為N-15000 型，排入凝汽器的蒸汽量為615.178 t/ h ，年發(fā)電量30×7500=22.5億kW·h，該機組經(jīng)加裝凝氣效率提升輔助系統(tǒng)后，凝汽器真空度提高1%，年平均端差減小了1.5 ℃，按端差平均每減小1 ℃可減少煤耗1.4 g/ （kW ·h），年運行7500小時計算，全年可節(jié)約標(biāo)煤22.5×108×1.4×1.5÷106=4725t ，按每噸標(biāo)煤490 元計算，全年可收益231.5萬元。從而可見，該項研究必定會給凝汽設(shè)備效率提升革命性的影響。因此，提升凝汽設(shè)備效率的實施是一項節(jié)能降耗和減少環(huán)境污染的實用項目，此建設(shè)是必然的，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響是不可取代的。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔海亭，彭培英.強化傳熱新技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]中國動力工程學(xué)會.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]林萬超.火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安： 西安交通大學(xué)出版社，1994.

作者簡介：

宋和圓（1986-），女，江蘇連云港人，助理工程師，研究方向：機械設(shè)計及制造。

穆道江（1971-），男，江蘇連云港人，工程師，研究方向：機械設(shè)計及制造。