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電站鍋爐暖風(fēng)器疏水側(cè)調(diào)節(jié)的*性

更新時(shí)間:2011-08-17      點(diǎn)擊次數(shù):4506
  前言
  
  電站鍋爐暖風(fēng)器作為有效控制鍋爐低溫腐蝕的一個(gè)電站輔機(jī)設(shè)備,在國(guó)內(nèi)外都已普遍使用,但多數(shù)沒(méi)有控制措施,運(yùn)行中基本上是冬季投運(yùn),夏季解列。暖風(fēng)器投運(yùn)的時(shí)候,由于鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度升高而可能造成鍋爐排煙溫度升高,機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差;暖風(fēng)器不投運(yùn)的時(shí)候,由于鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度低而可能造成低溫腐蝕加劇。對(duì)于可調(diào)式暖風(fēng)器而言,蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)容易理解,也有運(yùn)行實(shí)例,但綜合效果不好;上海博創(chuàng)熱能機(jī)械有限公司開(kāi)發(fā)研制的新型節(jié)能產(chǎn)品“電站鍋爐排煙溫度程控裝置”采用了疏水側(cè)調(diào)節(jié)這一技術(shù),下面通過(guò)對(duì)比分析的方法,介紹暖風(fēng)器疏水側(cè)調(diào)節(jié)的*性。
  
  1物理過(guò)程解釋
  
  可調(diào)式暖風(fēng)器的蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)示意圖詳見(jiàn)圖1,可調(diào)式暖風(fēng)器的疏水側(cè)調(diào)節(jié)示意圖詳見(jiàn)圖2。暖風(fēng)器用蒸汽來(lái)自于汽輪機(jī)的除氧器抽汽口,蒸汽壓力約為0.8MPa左右,溫度約為250C左右,呈過(guò)熱狀態(tài)。
  
  圖1與圖2之間的區(qū)別在于:圖1中調(diào)節(jié)閥位于暖風(fēng)器的蒸汽進(jìn)口;圖2中調(diào)節(jié)閥位于暖風(fēng)器的疏水出口。由此帶來(lái)暖風(fēng)器內(nèi)傳熱過(guò)程的變化主要有兩個(gè)方面:
  
 ?。?)暖風(fēng)器的實(shí)際工作壓力不同。圖1中,調(diào)節(jié)閥前的蒸汽壓力等于汽源壓力,調(diào)節(jié)閥后的壓力小于汽源壓力且在工作中不斷變化。當(dāng)調(diào)節(jié)閥關(guān)小時(shí),由于閥后壓力降低,相應(yīng)的蒸汽飽和溫度降低,使暖風(fēng)器傳熱溫差減小,出力減小,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能;圖2中,暖風(fēng)器傳熱管內(nèi)的蒸汽壓力等于汽源壓力,疏水調(diào)節(jié)閥前后的疏水壓力不同。
  
  所以,疏水側(cè)調(diào)節(jié)使得暖風(fēng)器內(nèi)的實(shí)際工作壓力和蒸汽飽和溫度高于蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)。
  
 ?。?)暖風(fēng)器的傳熱介質(zhì)不同。圖1中,暖風(fēng)器內(nèi)的工質(zhì)傳熱基本上是過(guò)熱蒸汽的降溫放熱和飽和蒸汽的凝結(jié)放熱兩部分,放熱介質(zhì)基本上是過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽;圖2中,暖風(fēng)器內(nèi)的工質(zhì)傳熱過(guò)程是過(guò)熱蒸汽降溫放熱變?yōu)轱柡驼羝柡驼羝Y(jié)放熱變?yōu)轱柡退?,飽和水降溫變?yōu)檫^(guò)冷水,放熱介質(zhì)是過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽和凝結(jié)水三部分,且飽和蒸汽和凝結(jié)水之間的分界線——水位不斷變化。當(dāng)關(guān)小調(diào)節(jié)閥時(shí),水位升高,由于疏水的放熱系數(shù)小于蒸汽凝結(jié)放熱系數(shù),同時(shí)隨著疏水溫度降低,傳熱溫差也相應(yīng)減小,傳熱系數(shù)和傳熱溫差的共同作用使得暖風(fēng)器出力減小,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。
  
  2調(diào)節(jié)范圍比較
  
  蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)范圍基本上是:暖風(fēng)器內(nèi)的蒸汽壓力為:(進(jìn)汽壓力—調(diào)節(jié)閥全開(kāi)壓降)~0.1MPa(壓力);蒸汽溫度為:進(jìn)汽溫度~100℃,閥后壓力過(guò)低可能會(huì)影響暖風(fēng)器及其疏水系統(tǒng)運(yùn)行。
  
  疏水側(cè)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)范圍基本上是:暖風(fēng)器內(nèi)的蒸汽壓力等于汽源壓力;溫度范圍為:蒸汽進(jìn)汽溫度至暖風(fēng)器出風(fēng)溫度。
  
  由于疏水側(cè)調(diào)節(jié)使得暖風(fēng)器內(nèi)的疏水溫度理論上可以降低到出風(fēng)溫度,即暖風(fēng)器的出力調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到0~100%。而對(duì)于蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)而言,暖風(fēng)器的疏水溫度很難低于蒸汽飽和溫度,所以疏水側(cè)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)范圍大于蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)。這一點(diǎn)使得疏水側(cè)調(diào)節(jié)能實(shí)現(xiàn)鍋爐低溫腐蝕所要求的高于環(huán)境溫度的任意鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度數(shù)值。
  
  3熱能利用率的比較
  
  對(duì)于蒸汽側(cè)調(diào)節(jié),暖風(fēng)器的疏水溫度為相應(yīng)工作壓力下的飽和溫度,而疏水側(cè)調(diào)節(jié)可以使暖風(fēng)器的疏水溫度zui低可接近暖風(fēng)器出風(fēng)溫度,大大低于相應(yīng)工作壓力下的蒸汽飽和溫度。由于進(jìn)汽熱源相同,疏水溫度低則意味著單位工質(zhì)的放熱量大,所以疏水側(cè)調(diào)節(jié)使得暖風(fēng)器的熱能利用率高,一般可使暖風(fēng)器蒸汽消耗量減少10%以蒸汽參數(shù)選擇余地的比較蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)主要通過(guò)蒸汽壓力的變化實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能,所以對(duì)蒸汽壓力的要求較高,目前常用汽輪機(jī)的除氧器抽汽口抽汽,壓力再低可能滿足不了調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)要求。
  
  疏水側(cè)調(diào)節(jié)同蒸汽壓力無(wú)關(guān),蒸汽壓力僅僅滿足疏水系統(tǒng)流動(dòng)的動(dòng)力要求,所以可以考慮選用更低壓力的蒸汽。例如選用6號(hào)低壓加熱器抽汽口的抽汽,由于抽汽參數(shù)降低,可使機(jī)組抽汽回?zé)岬男蔬M(jìn)一步提高,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
  
  從表1計(jì)算結(jié)果可見(jiàn),暖風(fēng)器采用汽輪機(jī)除氧器抽汽口抽汽作為熱源,抽汽回?zé)峥墒瑰仩t生產(chǎn)的新汽流量與汽輪機(jī)維持功率不變要求增加的新汽流量之差為5.211t/h,相當(dāng)于提高機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)熱效率5%o;暖風(fēng)器采用汽輪機(jī)6號(hào)低壓加熱器抽汽口抽汽作為熱源,抽汽回?zé)峥墒瑰仩t生產(chǎn)的新汽流量與汽輪機(jī)維持功率不變要求增加的新汽流量之差為7.172t/h,相當(dāng)于提高機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)熱效率7‰。
  
  很明顯,暖風(fēng)器采用的蒸汽熱源的壓力越低,提高循環(huán)系統(tǒng)熱效率的效果越明顯,在表1計(jì)算參數(shù)下,選用汽輪機(jī)6號(hào)低壓加熱器抽汽口抽汽作為熱源,同選用除氧器抽汽口抽汽相比,提高機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)熱效率2500左右,即降低機(jī)組發(fā)電煤耗0.6g/kWh左右,節(jié)能效果明顯。
  
  5暖風(fēng)器換熱能力比較
  
  疏水側(cè)調(diào)節(jié)的暖風(fēng)器傳熱管內(nèi)蒸汽壓力等于汽源壓力,相應(yīng)的蒸汽飽和溫度較高,在暖風(fēng)器設(shè)計(jì)出力工況下,傳熱溫差較大。
  
  蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)的暖風(fēng)器傳熱管內(nèi)蒸汽壓力小于汽源壓力,相應(yīng)的蒸汽飽和溫度也有所降低,為了滿足調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能,一般閥座通徑選得較小,在暖風(fēng)器設(shè)計(jì)出力工況下,調(diào)節(jié)閥全開(kāi),閥前后的壓差大約為0.1MPa,相應(yīng)的蒸汽飽和溫度降低5℃左右,使得傳熱能力減弱。換言之,蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)實(shí)際上是將汽源蒸汽人為節(jié)流,造成了熱能熵增損失后再進(jìn)行傳熱過(guò)程,由此帶來(lái)的損失是在相同換熱量前提下,要求布置的受熱面積增大。
  
  6結(jié)論
  
  通過(guò)上述分析,可以得出可調(diào)式電站鍋爐暖風(fēng)器采用疏水側(cè)調(diào)節(jié)相比蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)有四方面的*性:
  
 ?。?)暖風(fēng)器出力調(diào)節(jié)范圍大;
  
 ?。?)疏水溫度低于蒸汽飽和溫度,熱能利用率高;
  
 ?。?)有利于選擇更低壓力的蒸汽汽源,進(jìn)一步提高汽輪機(jī)抽汽回?zé)岬男剩?br />  
 ?。?)有利于提高傳熱溫差,減少暖風(fēng)器受熱面積,降低制造成本。
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