雙壓凝汽器凝結(jié)水回?zé)釤峤?jīng)濟(jì)性定量分析

張燦勇，孫華杰

（1.山東省電力學(xué)校，山東 泰安 271000；2.華電青島發(fā)電有限公司，山東 青島 266031）

0 引言

近年來，單殼體雙壓凝汽器在我國600 MW和超超臨界1 000 MW火電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。在雙壓凝汽器中，凝汽器低壓側(cè)的凝結(jié)水可以送到凝汽器高壓側(cè)進(jìn)行回?zé)?，使其被加熱到凝汽器高壓?cè)的飽和溫度，即其溫度與在高壓側(cè)生成的凝結(jié)水溫度相等。因而，提高了凝結(jié)水的溫度，減少了凝結(jié)水帶走的熱量。

目前一般采用重力輸送法將凝汽器低壓側(cè)的凝結(jié)水送往到高壓側(cè)去回?zé)?，這種方法是在凝汽器熱井位置中利用幾何位差使凝結(jié)水依靠重力自流到高壓凝汽器中，如圖1所示。該方法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、維修費(fèi)用低、容易布置。

雙壓凝汽器的凝結(jié)水回?zé)峥梢蕴岣邫C(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。研究確定了凝結(jié)水回?zé)峄責(zé)崃康挠?jì)算方法，定量分析了凝結(jié)水回?zé)岬臒峤?jīng)濟(jì)性，并給出了DH－600－40－T 型機(jī)組的應(yīng)用實(shí)例。

1 凝結(jié)水回?zé)峄責(zé)崃康拇_定

定量分析凝結(jié)水回?zé)岬臒峤?jīng)濟(jì)性，首先要確定凝結(jié)水回?zé)岬幕責(zé)崃?。為分析方便，?gòu)建如圖2所示熱力系統(tǒng)。圖中：pl—低壓汽室排汽壓力，kPa；tsl—低壓凝結(jié)水溫度，℃；hsl—低壓凝結(jié)水焓，kJ／kg；ph—高壓汽室排汽壓力，kPa；tsh—高壓凝結(jié)水溫度，℃；hsh—高壓凝結(jié)水焓，kJ／kg；αnl—低壓汽室排汽質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；αnh—高壓汽室排汽質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；η1—1號低壓加熱器等效熱降計(jì)算的抽汽效率，%。

圖1 雙壓凝汽器示意圖

假設(shè)汽輪機(jī)進(jìn)汽為1 kg，凝汽αnkg，進(jìn)入低壓汽室和高壓汽室的凝汽分別為αnlkg和αnhkg。根據(jù)前述凝結(jié)水的回?zé)徇^程，凝結(jié)水的回?zé)崃繉?shí)際上就是低壓側(cè)凝結(jié)水流入高壓側(cè)后的吸熱量，其溫度由tnl上升到tnh。因此，凝結(jié)水回?zé)岬幕責(zé)崃繛?/p>

圖2 熱力系統(tǒng)

2 凝結(jié)水回?zé)釤峤?jīng)濟(jì)性的定量分析及應(yīng)用

2.1 定量分析

根據(jù)文獻(xiàn)［1］，對于該回?zé)崃靠梢哉J(rèn)為是內(nèi)部“純熱量”利用于熱力系統(tǒng)。根據(jù)熱力系統(tǒng)計(jì)算原則，軸封加熱器和1號低壓加熱器組成一個計(jì)算整體，具體來說，就是該回?zé)崃侩S凝結(jié)水的流動利用于1號低壓加熱器。

由于ΔQhn屬于純熱量進(jìn)入系統(tǒng)，并利用在η1能級上，因而，按照等效熱降概念，新蒸汽等效熱降的增量為

裝置熱效率相對提高

式中：H為機(jī)組新蒸汽等效熱降，kJ／kg。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

DH－600－40－T型機(jī)組有關(guān)參數(shù)如表1所示。凝結(jié)水回?zé)岬幕責(zé)崃繛?/p>

表1 DH－600－40－T型機(jī)組有關(guān)參數(shù)

2.3 雙壓凝汽器的應(yīng)用

隨著汽輪機(jī)單機(jī)功率的增加和排汽口的增多，以及采用多殼體凝汽器，多壓凝汽器就應(yīng)運(yùn)而生。美國是世界上首次應(yīng)用多壓凝汽器的國家，60年代初期美國就開始在大功率機(jī)組中采用這一技術(shù)。60年代中期，日本從美國引進(jìn)了這一新技術(shù)，成功地研制了單殼體多壓凝汽器（主要是雙壓凝汽器）。之后于70年代末，前蘇聯(lián)在K－800－240－3型機(jī)組上也成功地采用了雙壓凝汽器。90年代，我國首次在600 MW級機(jī)組上采用雙壓凝汽器，目前，雙壓凝汽器技術(shù)在我國600 MW和1 000 MW級等大型火電機(jī)組上已廣泛采用。我國采用雙壓凝汽器的典型600 MW和1 000 MW機(jī)組如表2所示。

新蒸汽等效熱降增加

裝置熱效率相對提高

3 結(jié)語

現(xiàn)代大容量機(jī)組廣泛采用的雙壓凝汽器，其凝結(jié)水回?zé)崾翘岣邫C(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的方法之一。 借助等效熱降理論等節(jié)能工具在求得凝結(jié)水回?zé)崃康幕A(chǔ)上，可以方便地對其熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析。

通過應(yīng)用實(shí)例可以看出，雙壓凝汽器凝結(jié)水回?zé)岬幕責(zé)崃肯鄬^少，又加之該熱量是利用于能級較低的1號低壓加熱器上，因此，新蒸汽等效熱降的增加值和裝置熱效率的相對提高都是很小的，節(jié)能效果不顯著。但作為內(nèi)部廢熱的合理利用，在投資不大的情況下還是提倡凝結(jié)水回?zé)岬摹?/p>

表2 我國采用壓凝汽器的典型600 MW和1 000 MW機(jī)組

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

［2］ 張燦勇，倪令紅，范孝利，等.DH－600－40－T 型機(jī)組高壓加熱器運(yùn)行方案的熱經(jīng)濟(jì)性分析［J］.山東電力技術(shù)，2001（5）:35－36.

［3］ 胡念蘇.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［4］ 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究所.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［5］ 華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006.