小型汽輪機軸封抽汽熱能回收

張玉娟

摘要：小型汽輪機軸封抽汽系統(tǒng)配置軸封換熱器及射汽抽汽器。軸封換熱器冷凝水，射汽抽汽器動力蒸汽以及引射出的軸封汽通常是直排，造成了蒸汽冷凝水的熱能浪費和噪音環(huán)境污染。通過對軸封抽汽系統(tǒng)進行技術(shù)改造，將射汽抽氣器更換咸水汽引射器，水源替代汽源。在節(jié)省熱能消耗，降低生產(chǎn)運行成本方面，取得良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：汽輪機；軸封抽汽；射汽抽汽器；水汽引射器；熱能回收

1軸封抽汽系統(tǒng)概況

某公司熱電聯(lián)產(chǎn)4 500 kw小型汽輪發(fā)電機組，主要設(shè)備3#汽輪機型號：B3—2.35/0.49，前軸封中設(shè)有兩個抽汽口，高壓段抽汽直接通到背壓排汽口內(nèi)，低壓段抽汽與后汽封接通，合并后被引入軸封換熱器內(nèi)，一部分汽被冷凝成凝結(jié)水，另一部分尚沒被凝結(jié)的汽體通過射汽抽汽器抽出排至大氣。

2運行中存在的問題

3樣汽機是公司的發(fā)電和供汽主要設(shè)備，機組長期保持連續(xù)運行，汽封抽汽系統(tǒng)改造前的工藝流程如圖1所示，射汽抽汽器工作蒸汽源取自鍋爐的新蒸汽：2.3MPa、390℃。

工作蒸汽經(jīng)射汽抽汽器將低壓力的汽封汽引射排至大氣，汽封換熱器經(jīng)過循環(huán)冷卻水冷卻后的凝結(jié)水由u形水封管排入地溝。系統(tǒng)改造前抽汽系統(tǒng)汽、水消耗，這兩部分熱能白白的浪費并伴有噪聲。由于市場重油價格不斷攀升，蒸汽成本也在不斷上漲，企業(yè)在節(jié)能減排中不斷探尋新的渠道，因此軸封抽汽系統(tǒng)的優(yōu)化改造勢在必行。

3軸封抽汽系統(tǒng)技改方案

為了降低蒸汽運行成本，提高經(jīng)濟效益，制定了軸封抽汽系統(tǒng)技術(shù)改造方案，采用水汽引射器代替射汽抽汽器運行，節(jié)省消耗在射汽式抽汽器的蒸汽量；增加冷凝水回收裝置，回收軸封換熱器凝結(jié)水進除氧器用于鍋爐補給水。汽封抽汽系統(tǒng)改造后的工藝流程如圖2所示。

汽輪機軸封換熱器的抽氣器工作特點：一是抽吸的真空度不要求很高，為了維持軸封換熱器在多種工況下正常工作，其抽吸負壓一般在0.005～0.01 MPa；二是抽氣速率和抽氣量較大，且抽出的介質(zhì)為汽氣混合物。

射汽抽汽器工作蒸汽是從新蒸汽節(jié)流而來，因此產(chǎn)生節(jié)流損失，不經(jīng)濟；而水汽引射器能夠節(jié)省該部分蒸汽，且不需要冷卻器，提高了熱電站的經(jīng)濟性。

水汽引射器是以水為動力實現(xiàn)工程需要的器件，無需電力，也沒有移動與轉(zhuǎn)動機件，系統(tǒng)簡單，工作可靠。主要由入口水室、噴嘴、混合室、擴散管和逆止閥等部件組成。水汽引射器工作原理：一定壓力的軟化水進入進口水室，經(jīng)噴嘴射流降壓增速，由于射流質(zhì)點橫向紊動擴散，噴嘴通過對水施加壓力增加其動能以高速射出，在混合室形成真空，使軸封換熱器的氣、汽混合物吸入混合室加熱軟化水，被吸的氣流速度增大，水流速度減少，壓力逐漸升高，動能轉(zhuǎn)化為壓力，最后在擴散管出口壓力略高于大氣壓力，加熱的軟化水排至鍋爐疏水箱，從而減少了鍋爐除氧自用蒸汽。

水汽引射器的軟化水來自軟化水車間，經(jīng)過生產(chǎn)部門吸熱再向鍋爐供水的管路上接一支路供給；噴嘴前水壓0.45 MPa，溫度42～52℃，負壓0.005 MPa，水

汽引射器以此參數(shù)作為設(shè)計依據(jù)，選取型號WSJ10.2/65—65，特性參數(shù)如表1所示。水汽引射器利用高速水流的引射作用，對軸封換熱器產(chǎn)生負壓5～10 kPa?？紤]汽機運行要求汽液隔離，在水汽引射器入口增加逆止閥。同時為了抽汽系統(tǒng)運行的穩(wěn)定安全，確保抽汽系統(tǒng)及時投入，在射汽抽汽器的引射口增加逆止閥，并保留射汽抽汽器及旁路作運行備用，這樣既可以做到安全可靠，又能經(jīng)濟運行。

4改造效果

4.1改造后運行方式

（1）機組冷態(tài)（或溫態(tài)）啟動時，利用水汽引射器對軸封換熱器抽真空，將軸封汽引射出加熱軟化水，將軸封汽熱量在水汽引射器中加熱鍋爐軟化水。隨著汽輪機負荷逐漸提高，同時將水汽引射器進口閥開度逐漸增大∞。71。正常運行時水汽引射器投入運行，射汽抽汽器備用。軸封換熱器故障也可通過汽封旁路閥排汽。

（2）正常運行時關(guān)閉換熱器U形管上截止閥，將軸封換熱器冷凝水，引入自制集水箱緩沖后再進入疏水回收裝置，通過壓縮空氣壓入除氧器。若疏水回收裝置及管閥故障，冷凝水可通過打開u形水封管上直排。

4.2改造后運行效果

汽輪機組啟動后，投入水汽引射器高壓水，軸封換熱器調(diào)整負壓至5～10 kPa，觀察汽輪機機頭汽封排氣管有微量冒汽，汽輪機運行參數(shù)在設(shè)備規(guī)程范圍，說明水汽引射器能夠滿足軸封系統(tǒng)運行要求。采用水汽引射器后，蒸汽被軟化水取代，現(xiàn)場消除了蒸汽的外排及噪聲污染現(xiàn)象。由于增加一套水汽引射器與射汽抽汽器互為備用，軸封抽汽系統(tǒng)的運行安全更有保障。冷凝水回收裝置調(diào)整好壓縮空氣壓力0.5 MPa，將U型管上截止閥關(guān)閉，軸封換熱器凝結(jié)水即可自動排入除氧器，減少鍋爐燃料消耗，降低鍋爐水質(zhì)處理費用。

改造后年節(jié)約蒸汽2 184 t，按359元/t計算，加上冷凝水回收，年節(jié)約運行成本近百萬元。

5結(jié)語

（1）該技改方案簡單易行，結(jié)構(gòu)緊湊，操作、維

護方便；

（2）僅需要添置水汽引射器及疏水回收裝置，改造成本低，具有投資少，見效快，回收周期短的特點，且能有效降低企業(yè)成本，提高經(jīng)濟效益；

（3）從改進后的運行情況看，既可以確保汽輪機安全運行，又能夠滿足蒸汽、冷凝水的熱能回收，節(jié)能減排效果顯著，對同類機組軸封系統(tǒng)改造具有參考意義。

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