簡(jiǎn)析熱力發(fā)電廠回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)

趙曰剛

（棗莊市山亭區(qū)翼云熱力有限公司 277200）

1 熱回收對(duì)火電廠熱經(jīng)濟(jì)性的影響

首先，回?zé)嵯到y(tǒng)基本連接方式有：①混合加熱器用作除氣器，再生加熱器分為高壓加熱器組和低壓加熱器組；②將高壓加熱器逐步排入脫氧器；③將低壓加熱器逐步排入冷凝器熱井或最后階段或第二級(jí)加熱器使用排水泵將水泵入加熱器出口水管。再生熱的熱經(jīng)濟(jì)性與再生參數(shù)，再生系統(tǒng)的連接方式排列損失，與汽輪機(jī)組的相關(guān)設(shè)計(jì)方案和參數(shù)不可分離；因此，應(yīng)該進(jìn)行集成和集成優(yōu)化，有數(shù)百個(gè)程序，需要通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化；現(xiàn)代大型蒸汽輪機(jī)，設(shè)計(jì)和制造部門進(jìn)行了優(yōu)化，不僅可以確定熱經(jīng)濟(jì)節(jié)能，還可以確定鋼鐵價(jià)格或成本。

2 熱回收系統(tǒng)加熱器的類型及其選擇

2.1 循環(huán)回?zé)?/h3>

再生循環(huán)是指由再生加熱器，再生提取管，水管，疏水管等組成的加熱系統(tǒng)。根據(jù)蒸汽和水的接觸，加熱器的類型分為混合加熱器和表面加熱器。金屬壁表面的傳熱表面的布置分為：立式加熱器與臥式加熱器。

混合加熱器是指加熱后的蒸汽與加熱器中的水直接接觸，完成熱交換，從而提高水溫，混合加熱器的結(jié)構(gòu)按照安排劃分：臥式和立式。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，水蒸氣的接觸面積盡可能大，熱交換時(shí)間盡可能長(zhǎng)。因此，水被細(xì)霧化并且薄膜，反向流動(dòng)和多層橫向沖洗，目的是增加傳熱量，使出水溫度達(dá)到加熱器蒸汽壓力的飽和溫度?；跍p溫器的混合加熱器稱為除氧器，在加熱或冷凝過程中由混合加熱器分離的不可冷凝氣體和部分殘余蒸汽被引入冷凝器或?qū)Ｓ美鋮s器。在非重力混合加熱器和除氧器中，應(yīng)在出口處安裝一定體積的集水箱，以確保泵的安全可靠運(yùn)行。

2.2 混合加熱器

可以在階段的加熱器的壓力下將給水加熱到飽和溫度。由于蒸汽和水直接混合，蒸汽的能量得到充分利用，并且熱經(jīng)濟(jì)性高于表面類型。由于蒸汽和水的直接混合，沒有金屬傳熱表面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬消耗小，成本低。收集各種參數(shù)的蒸汽和水流很方便，例如：疏水，補(bǔ)充水，擴(kuò)容蒸汽等，同時(shí)可以兼作除氧設(shè)備使用。全部由混合式加熱器組成的系統(tǒng)：安全可靠性低，系統(tǒng)投資大。

3 表面加熱器熱回收方法分析

疏水收集是指將疏水物收集和收集到系統(tǒng)的主要水流（主要或主要冷凝物）中。疏水收集方式分為：疏水逐步自流模式和疏水泵模式：①疏水逐級(jí)自流方式。通過使用相鄰表面加熱器的蒸汽側(cè)上的壓差，疏水性自流入低壓加熱器的較高壓力從階段流向主流；②疏水泵方式。由于表面?zhèn)燃訜崞鱾?cè)壓力遠(yuǎn)小于水側(cè)壓力，疏水性必須通過疏水泵與水側(cè)的主要水流相結(jié)合，疏水泵通常位于加熱器的出口水流中。由于此入口處的溫差最小，因混合引起的額外冷源損失很小。采用疏水泵方式，在疏水性與主水流混合之后，末端差異減小熱經(jīng)濟(jì)性增加。采用疏水逐級(jí)自流方式，在較高水平的蒸汽提取量增加，在較低水平提取的蒸汽量減少，并且熱經(jīng)濟(jì)性降低。

設(shè)置的疏水冷卻器目的在于，減少由疏水性自流和排出低壓蒸汽提取引起的額外冷源熱損失或由于疏水壓降引起的熱能焓引起的熱損失；減少節(jié)流后蒸汽產(chǎn)生兩相流的可能性。

4 供水脫水及其經(jīng)濟(jì)分析

4.1 除氧的必要性

給水由主冷凝水和補(bǔ)給水組成，水溶解氧氣和二氧化碳等氣體。這些氣體易與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬表面腐蝕并影響發(fā)電廠的安全運(yùn)行。非冷凝氣體會(huì)使傳熱惡化，增加熱阻，降低機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。

4.2 除氧方法

第一，化學(xué)除氧法。向水中加入化學(xué)物質(zhì)，使水中的溶解氧發(fā)生溶解反應(yīng)，形成非腐蝕性的穩(wěn)定化合物。為了達(dá)到脫氧的目的，但不去除其他氣體，并且生產(chǎn)鹽很昂貴，很少使用發(fā)電廠?，F(xiàn)在通常在給水中加入聯(lián)胺N2H4，既可以除去氧氣又可以提高給水的pH值，同時(shí)具有鈍化鋼銅表面的優(yōu)點(diǎn)。此外，可以向水中加入氣態(tài)氧或過氧化氫，以在金屬表面上形成穩(wěn)定的鈍化膜?；蛲瑫r(shí)加氧和聯(lián)胺的方法。當(dāng)水面上的氣體壓力大于溶解在水中的氣體壓力時(shí)，原始平衡被破壞，并且更多的氣體溶解在水面上的水中。相反，更多的這種氣體從水中逸出，直到建立新的平衡。

4.3 熱物理脫氧原理和確保除氧效果的措施

當(dāng)除氧器中的水通過恒定壓力加熱時(shí)，隨著溫度升高，水蒸發(fā)過程加深。水面上水蒸氣的分壓逐漸增加，溶解在水中的其他氣體的分壓逐漸降低。當(dāng)在除氧器的工作壓力下將水加熱到飽和溫度時(shí)，當(dāng)水蒸氣的分壓接近或等于水面上的氣體的全壓時(shí)，然后水面上其他氣體的分壓趨于零，水不含其他氣體。因此，除氧器不僅可以去除氧氣，還可以去除其他氣體。確保熱脫氣應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)基本條件：①應(yīng)將水加熱至除氧器工作壓力的飽和溫度；②必須及時(shí)排出從水中逸出的氣體，以確保液體表面上的氧氣和其他氣體的分壓保持在零或最??；③貧氧水和加熱蒸汽應(yīng)有足夠的接觸面積，蒸汽和水應(yīng)沿相反方向流動(dòng)，以確保較大的不平衡壓差。

除氧器的自生沸騰指的是如果計(jì)算出的加熱蒸汽量為零或?yàn)樨?fù)，則計(jì)算除氧器的熱功率，說明沒有必要恢復(fù)熱量。當(dāng)除氧器自發(fā)沸騰時(shí)，再生提取管上的止回閥關(guān)閉，破壞蘇打的反向流動(dòng)。廢氣損失大，熱損失大，除氧效果惡化，并且除氧器的安全性也受到威脅。為防止除氧器的自生沸騰應(yīng)做到：①將放熱物流如：來自污水膨脹容器的蒸汽或高疏水性被引導(dǎo)到其中；②設(shè)置高附加疏水冷卻器，在將其引入脫氣器之前降低疏水焓值。

4.4 除氧器運(yùn)行方式及經(jīng)濟(jì)性和安全性分析

除氧器的運(yùn)行方式主要分為定壓運(yùn)行與滑壓運(yùn)行兩種：①定壓運(yùn)行。將除氧器的工作壓力保持在一定值，因此在除氧器入口管上安裝壓力調(diào)節(jié)器。高壓的再生提取減少到固定值，導(dǎo)致提取和節(jié)流的損失。同時(shí)，在低負(fù)荷時(shí)，切換到更高壓力的再生提取，此時(shí)的節(jié)流損失更大。常用于中小型機(jī)組上；②滑壓運(yùn)行。當(dāng)在滑動(dòng)壓力操作范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，壓力隨著主負(fù)載的波動(dòng)和提取壓力而變化。在啟動(dòng)時(shí)，除氧器保持最小恒定壓力，并且在抽取管上僅有一個(gè)止回閥以防止蒸汽流回渦輪機(jī)。沒有壓力調(diào)節(jié)閥和它們引起的額外節(jié)流損失。它比恒壓除氧器更經(jīng)濟(jì)。

除氧器的滑壓運(yùn)行時(shí)，除氧器中的壓力，水箱中的水溫和進(jìn)水泵的進(jìn)水溫度將根據(jù)隨機(jī)組負(fù)荷而變化。在額定條件下運(yùn)行時(shí)，滑動(dòng)壓力除氧器和恒壓除氧器的出口水溫為飽和水溫。其次，當(dāng)單元負(fù)荷變化時(shí)，會(huì)對(duì)除氧器效果和進(jìn)料泵的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。為此，當(dāng)控制負(fù)載的上升速度，一般在每分鐘5%以內(nèi)，以確保除氧效果。其次當(dāng)單位負(fù)荷突然升高時(shí)，進(jìn)料罐中的水溫滯后于壓力變化，并且加熱的蒸汽被引入再沸器管中。直接加熱水箱中的水使水溫的變化隨壓力的變化而保持，可以大大提高除氧效果。

當(dāng)負(fù)載突然下降時(shí)，隨著除氧器壓力下降，脫氣水箱中的水從飽和狀態(tài)變?yōu)檫^飽和狀態(tài)，引起閃爍現(xiàn)象。由于水的重新沸騰，脫氣效果更好，水溫也降低，但此時(shí)，連接到水箱水管的給水泵入口處的水溫不會(huì)立即降低隨著脫氣器的壓力突然下降，進(jìn)料泵入口處的壓力下降。然后發(fā)生空化，這將嚴(yán)重影響進(jìn)料泵的安全運(yùn)行。為此，首先，在瞬態(tài)過程中，泵中的最低壓頭大于對(duì)應(yīng)于泵中水溫的汽化頭，并且泵不會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。增加除氧器的安裝高度可增加除氧器的富油頭，防止泵出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象；低速前泵和變速進(jìn)料泵，為減少泵吸入管路中的壓降，減少管道上不必要的彎頭，控制裝置和水平管道長(zhǎng)度；其次，汽化壓痕曲線的滯后時(shí)間縮短，與最低壓頭曲線不一致，在瞬態(tài)過程中減慢除氧器壓頭曲線的曲線。