一、概述
等效焓降法是近几年来发展起来的一门新的热工理论,是电力部推广的重点节能措施。作为一种新的热力系统计算分析方法,在热力系统局部变化的定量分析中它具有简捷、方便、准确的特点。是热力系统优化、节能、改造的理论依据,对挖掘节能技术改造有着重要意义。
二、设计参数
补水设计压力: 1.0MPa 补水温度: 20 0C 补水量:10T/H
三、原理
该设备用于电厂汽轮机的凝汽器,以热工“等效焓降法”理论为依据,将原除氧器化学补水用自行设计制造的“特种机械雾化装置”补充到汽轮机的凝汽器里,在凝汽器喉部形成一个“雾水带”使此强化了补充水与排汽间的换热,起到加热补充水同时使汽轮机排汽迅速凝聚成水,降低排汽温度,提高凝汽器真空。它是由导向板、切线槽、旋流室和喷口等组成。水经导向板及切线槽以切线方向引入旋流室后即产生高速回旋流,水压便下降,部分能量转换成旋转能。当高速旋转的水流离开喷口时,即有一股离心力,离心力是同水流旋转速度的方平成正比的。在水流离开喷口的同时,旋流室内的残压力将使水流同时产生一种冲击,使水流以初速度沿着喷口的轴向直线喷射出去。离心力使水流往四周分散,而直向冲力则使水流向前喷射。二者的合力将水膜撕破成细柱,在一定的喷射角范围内呈锥体雾化散开。
(2)补水管径的确定
DN=4Q/(Vл3600)
Q=47T/H
V=2.5m/s
DN=4×47/(2.5×л×3600)=0.0665m=66.5mm
按规范修正,选择补水管径为:Dg=76×4mm
材质:1Cr18Ni9Ti
(3)单个喷咀的流量计算和喷咀的选择
Q___T/H
V___系数0.67
A___喷咀面积m2
H___水压10m
=2.65T/H
材质:1Cr18Ni9Ti
喷咀在不排除压力损失和阻力的理想状态下的流量为2.65T/H
根据实测该喷咀在最佳工况下的实测流量为2T/H
选择喷咀数量为:47T/H÷2T/H=23.5个
选取24只喷咀
选择该型喷咀的最高出力为:63.6T/H
(3)结构设计
该型补水系统根据凝汽器喉部空间位置,优化布置为单进水双组补水结构合理,补水均匀。
四、优点:
1、回热经济明显提高,综合拆算煤耗可下降1~3g/KW·h,化学补水从凝汽器补入,流经加热器后到达除氧器,这过程使低品位抽汽量增加,高品位抽汽量减少,增加了这部分蒸汽在汽轮机内作功,提高热交换效率。
2、凝汽器对化学补水进行真空除氧,提高整个回热系统的除氧能力。
3、强化了热交换,补充水在凝汽器中吸收排汽热量,降低了排汽温度,改善机组的真空,补充水温度比排汽温度越低效果越明显。
五、补充水改造注意事项
1、确定化学补水量,补水量过大时需增加凝结水泵以保证热井水位,保证机组安全运行。
2、确定补水装置安装于凝汽器喉部位置的空间尺寸。
六、回热可行性分析表:
序号 |
补水量(t/h) |
效率相对得高(%) |
供电煤耗(g/KW·h) |
年节煤(l/a) |
1 |
10 |
0.255 |
0.9675 |
337.5 |
2 |
20 |
0.450 |
1.935 |
675.0 |
3 |
30 |
0.720 |
3.100 |
1080.0 |
4 |
40 |
0.900 |
3.670 |
1350.0 |
5 |
50 |
1.125 |
4.830 |
1687.5 |
注:该表经多次试验,采用等效焓降法计算得出。
七、效益计算
当凝汽器喉部补水以后,除氧器的补水量相应减少。假定除氧器所用加热蒸汽的参数为0.5MPa,温度为300℃,则其焓值为:3064.76KJ/Kg。
1、凝汽器喉部补水10t/h后,补水温度从20℃提高至50℃,在除氧器将同样数量的水从20℃提高至50℃需消耗新蒸汽0.55t/h,也就是说从凝汽器补水10t/h可节省新蒸汽0.55t/h。同样,当补水20t/h时,可节约新蒸汽0.92t/h,当补水为30t/h时可节约新蒸汽1.2t/h。若每吨新蒸汽价格为90元,则按照补水量的大小,每个月可节约费用依次为:35640元,59618元,77760元。
2、从补水计算看,补水后可提高机组的真空度,以补水30t/h为例,凝汽器真空相对提高1.2%,根据汽轮机凝汽器特性曲线可知,机组效率相对提高1.2%,由此而取得的经济效益是非常可观的。
说明
1、以上计算为理论值,仅供参考。
2、补水量大小电厂应结合凝结水泵、低压加热器、轴封加热器、除氧器的能力确定。受到凝结水泵主抽汽器,轴封冷却器,低压加热器通流能力限制,补入凝汽器中的水量不能超过凝结水泵出力与凝结水量的差值。否则应更换凝结水泵或加装一台凝结水泵。
3、由于电厂凝结水泵已无裕量,在加大凝结水泵能力的同时,管道也要做相应的变动。以凝结水泵原能力60t/h为准,补水量按10t/h、20t/h、30t/h计算的管道直径分别为(管道水流速度为2m/s):DN125、DN125、DN150。
八、订货须知:
1、提供凝结水泵负余量;
2、提供凝汽器喉部图纸。