王　浩華電渠東發(fā)電有限公司

疏水冷卻器系統(tǒng)的優(yōu)化

王浩
華電渠東發(fā)電有限公司

發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中的疏水設(shè)備是影響電廠熱經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)回收疏水熱的目的，可以采取疏水冷卻器進(jìn)行降溫。為了提高疏水冷卻器的冷卻機(jī)能，通過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)組#1～3、#5～8的比較，數(shù)據(jù)顯示，疏水冷卻器能夠大大提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)效益，以國(guó)產(chǎn)機(jī)組#2、#6、#3加熱器加裝疏水冷卻器效益最高。因此，對(duì)于疏水冷卻器系統(tǒng)的優(yōu)化，是合理的選擇改造疏水方案的根據(jù)。

疏水系統(tǒng)；優(yōu)化；冷卻器

在火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)在鍋爐設(shè)備中間抽取部分蒸汽對(duì)整個(gè)鍋爐設(shè)備的給水再加熱，這被我們叫做給水回?zé)峒訜?，在該過(guò)程中的蒸汽循環(huán)叫做給水回?zé)嵫h(huán)，我們所提到的加熱措施可以提高機(jī)組循環(huán)熱效率?；?zé)峒訜峋哂薪?jīng)濟(jì)效益高、使用操作簡(jiǎn)單，因而在火電廠的汽輪機(jī)中應(yīng)用較為廣泛?；?zé)嵯到y(tǒng)是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的前提，也是整個(gè)火電廠熱力系統(tǒng)的核心，回?zé)嵯到y(tǒng)對(duì)火電廠機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性起著舉足輕重的作用?；?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化一般采用以下方法：（1）蒸汽冷卻器，利用抽汽過(guò)熱度；（2）疏水冷卻器，降低疏水溫度；（3）疏水泵，截?cái)嗍杷?，消除疏水?fù)面影響。本文主要分析了第二種回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法--疏水冷卻器。

1、疏水冷卻器的概念

所謂疏水冷卻，是指在疏水還沒(méi)有流到下一步加熱器之前，換熱器中的主凝結(jié)水對(duì)疏水溫度進(jìn)行降低，在溫度方可進(jìn)入下一步加熱。疏水冷卻器的增設(shè)有利于挽回不必要的疏水節(jié)流損失和回流不可逆損失，提高汽輪機(jī)組裝置的熱經(jīng)濟(jì)性。

疏水回流是指抽汽壓力下的飽和水回流至壓力較低的加熱器中。疏水回流是節(jié)流過(guò)程，疏水回流使熵增加，產(chǎn)生不可逆損失和節(jié)流損失。疏水冷卻是抽汽壓力下的飽和水冷卻回流到較低壓力下的加熱器中，可大大降低疏水回流的節(jié)流損失和不可逆損失，提高熱經(jīng)濟(jì)性。另外，疏水冷卻還減少熱交換溫差，改善了加熱器的熱交換不可逆性。

2、疏水冷卻器的定量分析及計(jì)算

圖1　疏水冷卻器系統(tǒng)

疏水冷卻器的熱經(jīng)濟(jì)效果，按等效熱降原理定量分析如下。如圖所示，增設(shè)疏水冷卻器，使疏水冷卻放出熱量βΔγj的利用場(chǎng)所和使用能級(jí)有所改變。在未增設(shè)疏水冷卻器，該熱量利用于加熱器Noj中，獲得做功βΔγjηj；增設(shè)疏水冷卻器后，該熱量不再利用于加熱器Noj中，而是熱量回到加熱器Noj-1中，提高了使用能級(jí)，獲得做功 βΔγjηj-1。其中ηj，ηj-1分別為加熱器Noj、Noj-1抽汽效率，β為Noj-1加熱器疏水份額，Δγj為1kg疏水在冷卻器中的焓降。因而，采用疏水冷卻器后，新蒸汽等效熱降的變化是上述做功變化的代數(shù)和，其增加值為

加熱器蒸汽放熱量的變化對(duì)新蒸汽等效熱降的變化有影響，因而修改后的ΔH的計(jì)算公式為

通過(guò)公式分析得知，疏水冷卻的效果的好壞，由疏水份額β、疏水冷卻的程度Δγj以及疏水所處相鄰能級(jí)的能位差ηj-1-ηj的大小來(lái)決定。隨著 β的增大，Δγj值增加，ηj-1-ηj也顯著增加，使得疏水冷卻的熱經(jīng)濟(jì)效果越好。換句話說(shuō)，加熱器 β越大，加熱和匯集疏水量越多的加熱器，如何增設(shè)疏水冷卻器，那么汽輪機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)優(yōu)化效果就越好。

根據(jù)上述公式，我們對(duì)國(guó)產(chǎn)機(jī)組七個(gè)加熱器對(duì)比如下：

表1-1　疏水冷卻器的效果

從表1-1可以看出，國(guó)產(chǎn)機(jī)組#2、#6、#3加熱器加裝疏水冷卻器以后獲得的經(jīng)濟(jì)效益最高。#8加熱器加裝疏水冷卻器的沒(méi)有效果，這是因?yàn)樵到y(tǒng)最后一級(jí)加熱器疏水直接自流入凝汽器熱水井，幾乎沒(méi)有做功損失，沒(méi)有節(jié)流損失和不可逆損失，因而增設(shè)不增設(shè)疏水冷卻器，效果不明顯。

3、疏水冷卻器系統(tǒng)的優(yōu)化

表面式加熱器排出疏水的方式具有簡(jiǎn)單、可靠的特點(diǎn)，因此目前的應(yīng)用比較廣泛。但是疏水逐級(jí)自流要排擠低壓抽汽，疏水回流產(chǎn)生不可逆損失；當(dāng)疏水排入冷凝器時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生的冷源損失。這都降低了裝置的熱經(jīng)濟(jì)性。因此目前火電廠為降低損失選擇增設(shè)疏水冷卻器，以便完善疏水設(shè)備和系統(tǒng)，為火電廠合理選擇改造疏水方案。

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