王萬明， 劉光耀， 徐婷婷， 王莉莉

（1.華電國際電力股份有限公司鄒縣發(fā)電廠，山東鄒城2735 22；2.華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州3100 30）

0 引言

目前600 MW亞臨界機(jī)組除氧器及定排排汽直接外排，無任何回收措施，在造成熱能浪費(fèi)的同時(shí)也造成熱污染，給廠里的節(jié)能工作及企業(yè)的社會(huì)效益帶來一定的負(fù)面影響。

華電國際鄒縣發(fā)電廠600 MW亞臨界機(jī)組除氧器處理量為2400 t/h，工作壓力為1.1 MPa，排汽管徑為DN 100，外排汽量約為5.0 t/h。定排工作壓力為0.1 MPa，排氣管徑為DN 300，鍋爐排污率1%～2%，外排汽量約為3.6 t/h。以除氧器為例，外排蒸汽總熱量按1.1 MPa飽和新蒸汽熱焓值（2784 kJ/kg）折合為1.39×107kJ/h。按每臺(tái)除氧器每年運(yùn)行5000 h計(jì)算，此部分乏汽直接外排，則每年外排蒸汽總熱量為6.96×1010kJ，折算為標(biāo)準(zhǔn)煤就是2375 t（每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2930 6 kJ）。即每年直接損失2375 t標(biāo)準(zhǔn)煤，造成熱能和除鹽水的浪費(fèi)。

本文研究應(yīng)用的K L A R乏汽回收裝置，能夠合理解決除氧器和定排的乏汽排放帶來的熱能浪費(fèi)問題，同時(shí)還能改善工作環(huán)境，降低生產(chǎn)成本為企業(yè)創(chuàng)收，也將國家節(jié)能減排政策落實(shí)到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)處。

1 KLAR乏汽回收裝置特點(diǎn)分析

以往的乏汽回收裝置有以下幾項(xiàng)缺點(diǎn)：一是成本投資太大，回收期長，無明顯經(jīng)濟(jì)效益；二是設(shè)備無法完全回收，往往造成二次污染；三是安全可靠性不能保證，由于除氧器排汽中含有大量氧氣和二氧化碳等，得不到較好的去除，反而影響除氧器的除氧效果，對系統(tǒng)不利。

國外少數(shù)發(fā)達(dá)國家如美國、日本等國已有采用噴射式熱泵技術(shù)進(jìn)行乏汽回收，但能將此技術(shù)與高效氣液分離及大容量小流量的比例疊加技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)重合，目前沒有。

國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對于裝置外排乏汽直接排掉，也有部分企業(yè)采用換熱、噴淋等間接回收的傳統(tǒng)方式進(jìn)行回收，但傳統(tǒng)回收方式存在很多局限和紕漏，往往達(dá)不到理想效果。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

表1 K L A R乏汽回收裝置與傳統(tǒng)乏汽回收裝置對比

（1）傳統(tǒng)方式回收效率低，從已實(shí)施的企業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析來看，回收效率最高僅40%。

（2）間接回收受局限性，不適應(yīng)變工況運(yùn)行，故障率高，周期需要更換組件。

（3）占地面積大，由于乏汽壓力低，若裝置過小，則產(chǎn)生系統(tǒng)背壓。

針對國內(nèi)回收的傳統(tǒng)方式，與本項(xiàng)K L A R乏汽回收裝置進(jìn)行對比[1，2]，見表1。

因此，采用K L A R型全自動(dòng)低位熱能回收裝置（如圖1所示），來對除氧器的外

排乏汽進(jìn)行回收利用，效益明顯。K L A R-4.0-P-A以凝泵出口凝液（36℃）作為工作水源，經(jīng)抽吸動(dòng)力頭的作用，將乏汽完全冷凝成水，并變成氣—水混合物，低溫凝液可被加熱到150℃左右。熱水進(jìn)入氣液分離裝置，被分離的氧氣及不凝氣體經(jīng)排出裝置自動(dòng)排出。工作水體在高精度液位控制作用下，經(jīng)升壓泵恢復(fù)壓力，復(fù)歸到除氧器進(jìn)水管中（調(diào)節(jié)閥后），排汽的熱能與冷凝水被全部回收[3]。

2 KLAR乏汽回收裝置具體應(yīng)用

600 MW工況下20 t/h的工作水從凝泵出口經(jīng)乏汽回收系統(tǒng)被加熱到150℃左右后與除氧器進(jìn)水混合（如圖2所示）。由于經(jīng)乏汽回收裝置后工作水溫度與5號(hào)低加出水溫度相當(dāng)，即20 t/h的工作水不經(jīng)低加加熱，可減少各低加抽汽，使機(jī)組做工增加。根據(jù)等效熱降原理對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，節(jié)省煤耗見表2。

圖1 K L A R乏汽回收裝置

圖2 乏汽回收系統(tǒng)（低加旁路）

20 t/h的工作水不經(jīng)低加可使蒸汽作功增加：

式中 αb0—工作水旁路分流份額，%；

τr—凝結(jié)水在加熱器中的焓升，kJ；

ηr—省煤器出水焓值，kJ；

hk—No.k低加出口水焓值，kJ；

ηk+1—No.k+1低加抽汽效率，%；

ηr—為相應(yīng)的抽汽效率，%。

裝置效率的相對變化為：

表2 旁路量對煤耗的影響

根據(jù)等效熱降原理對乏汽回收試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析可知：600 MW負(fù)荷工況下可使煤耗下降0.551 g/（kW·h）。按年運(yùn)行5000 h數(shù)計(jì)算可得每年可節(jié)省準(zhǔn)煤1653 t（每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29306 kJ）。

成果應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了除氧器外排乏汽完全回收利用，無二次污染；回收的熱能及工質(zhì)帶來可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益；系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，突發(fā)事件情況下，不對原系統(tǒng)造成安全隱患；設(shè)計(jì)留有冗余，在一定的變化區(qū)間內(nèi)也能正常運(yùn)行（如圖3所示）。

圖3 安裝投運(yùn)乏汽回收裝置

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 乏汽回收裝置性能試驗(yàn)結(jié)果

評價(jià)乏汽回收裝置性能的主要參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，試驗(yàn)分別測量了600 MW、560 MW負(fù)荷工況下乏汽回收裝置的各項(xiàng)參數(shù)。600 MW負(fù)荷工況下測得乏汽壓力為1.105MPa，溫度為184.27℃；工作水流量為20.02 t/h，壓力為1.312 MPa，溫度為36.5℃。工作水與乏汽混合后流量為25.1 t/h，溫度為159.26℃。由此可知，在600 MW負(fù)荷下20.02 t/h的工作水在溫度為36.5℃的情況下，經(jīng)乏汽回收裝置吸取乏汽的熱量后溫度提升約122.76℃左右。

表3 乏汽回收裝置性能試驗(yàn)結(jié)果

3.2 機(jī)組熱力性能試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，600 MW負(fù)荷工況下投用乏汽回收裝置將除氧器乏汽熱能利用上后，機(jī)組熱耗下降約12.52 kJ/（kW·h），煤耗下降0.469 g/（kW·h）。按年平均負(fù)荷為500 MW/h和年運(yùn)行5000小時(shí)數(shù)計(jì)算，可得每年可節(jié)省準(zhǔn)煤1170 t（每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29306 kJ）。

4 結(jié)語

表4 機(jī)組熱力試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果分析可知：600 MW負(fù)荷工況下乏汽回收裝置投用后（測得乏汽壓力1.105 MPa，溫度184.27℃；工作水流量為20.02 t/h，壓力為1.312MPa，溫度為36.5℃。工作水與乏汽混合后流量為25.1 t/h，溫度為159.26℃），20 t左右的凝結(jié)水經(jīng)K L A R乏汽回收裝置后，被加熱到159℃左右直接進(jìn)入除氧器進(jìn)水管路中。約20 t凝結(jié)水不經(jīng)低壓加熱器加熱，從而減少低加抽汽量并增加做功，供電煤耗下降了0.469 g/（kW·h）。按年運(yùn)行5000 h計(jì)算，每年節(jié)省標(biāo)煤1170 t（每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2930 6 kJ）。

[1]于濤.乏汽回收利用技術(shù)應(yīng)用研究[J].機(jī)電信息，2012，21：105～107.

[2]邵偉，劉勝利，胡勇.發(fā)電廠乏汽回收技術(shù)的應(yīng)用研究[J].通用機(jī)械，2012，（6）：72～74.

[3]姚來，萬金良，陳雪松.除氧器外排乏汽回收利用小結(jié)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2013，（1）：28，29.