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“换热器——高压加热器”在供热机组中的应用点击：1661 日期：[ 2014-04-26 21:58:03 ] |
| “换热器——高压加热器”在供热机组中的应用 朱虎生 大唐保定热电厂 河北保定 071000 摘要：随着地球不可再生资源的减少，环境的恶化，世界各国掀起了节能减排的热潮，来维护地球的生态平衡。我国发电企业以火电机组为主，研究和分析热电厂的运行现状，讨论如何提高热效率，来降低发电煤耗，以增加热电厂的经济效益，减少能源浪费和环境污染。热电厂采用“换热器——高压加热器”在采暖期以换热运行为主，高加为辅，非采暖期为高压给水加热为主，换热为辅，经济效益得到明显改善。 关键词：热电厂换热器高压加热器经济效益 一、面对的现实： 我们回避不了如下现实： 1、蒸汽传输过程中的压力损失可用如下公式表示： 式中K为常数，λ为该管道的阻力系数，G为蒸汽的重量流量t/h，d供热管道的内径，J是蒸汽的比容。 从这个公式可以看出，传输过程中的压力损失是与蒸汽的比容成正比的，过热蒸汽的比容比相同压力下的干饱和蒸汽的比容大。对于供汽压力为0.8MPa左右的供热机组来说，其排出的蒸汽的过热度有100℃以上，即该过热蒸汽的比容平均比该压力下的干饱和蒸汽的比容要高30%左右，换句话说，如将传送的过热蒸汽改为干饱和蒸汽，则其传输压降可减少30%。 2、根据传热理论，蒸汽传输过程中的散热损失正比于热媒(蒸汽)的温度t和周围的空气温度t0之差(t-t0)，热媒温度愈高，其散热损失愈大。排汽压力为0.5-1.0MPa的背压或抽汽的温度t与周围空气的温度t0之差较对应压力下的干饱和蒸汽温度t′与周围的空气的温度t0之差相比较(即t-t0/t′-t0)要高50-100%。另外，保温材料的热阻还与热媒的温度之间有近乎成正比的关系。计算结果统计表明，传送干饱和蒸汽或微过热蒸汽的散热损失是传送过热蒸汽的散热损失的50～55%左右。 3、集中供热电厂中，主要有背压机和抽凝机两种机型，背压机的发电煤耗较低，一般为180-220g/Kwh，抽凝机的煤耗视抽汽量的大小不同，发电煤耗在背压机和凝汽机之间。 对于抽凝机，我们可以将其视为由两部分组成，在抽汽口之前相当于背压机、抽汽口之后相当于后置式冷凝机，背压机的发电煤耗低，而后置式冷凝机的发电煤耗很高。九十年代以来，不少热电厂由于实际热负荷较低或下降，相继在原背压机后面加装了后置机组，其运行效果相当于抽凝机。从目前的实践结果来看，后置机的发电煤耗都较高，有的高达1000g/kwh以上。 4、目前的电力系统，电力生产能力已经大于了供电总需求，对于背压机发电上网不加限制，而对于自备电厂和装有抽凝机的热电厂，则要按计划发电。 我们知道在纯凝汽电厂中，是通过设置高、低压加热器，进行抽汽、回热来减少汽轮机的冷源损失，提高全厂的热效率的。根据小型热电的特点，我们设计制造了一套《换热器-高压加热器》系统，该系统投运后可达到降低蒸汽的传输压降，减少传热损失，增加背压机的发电量，降低发电煤耗，从而提高全厂的经济效益。 二、系统原理及运行方式 (1)当热电厂的热负荷较高时，该系统主要作为换热器(热网减温器)运行，兼作高压加热器。此方式下，汽轮机排(抽)出的过热蒸汽经阀门1进入换热器内与高压给水进行换热后，经除湿和阀门3进入热网。此方式下，若过热蒸汽温度较高，且为纯背压机组时，换热器的出口温度不仅要高于150℃(最高可达180-190℃)而且可能要影响到锅炉省煤器的运行。为保证高压热给水的温度能在安全和经济的范围内，需要调节高压给水的加热与旁路之间的混合比。如果外供汽量小，补给水量大，蒸汽通过换热器时会有部分蒸汽凝结代水，并汇入疏水井口，经疏水装置疏至除氧水箱；湿蒸汽经除湿并与部分过热蒸汽混合变成干饱和蒸汽代微过热蒸汽后，经分汽缸送至热用户。(2)当热电厂的热负荷(在非采暖期)很供低，过热蒸汽的实际传输距离将较短，其换热的意义不大，为此可开启阀门2、4，关闭阀1、3，此时的换热器将作为纯高压加热器运行。 三、经济效益分析 1、当作换热器使用时 (1)因为传送饱和蒸汽可较传送过热蒸汽减少传输压降，其效益是可增大供热范围和增大供热能力(已建热网)和减少热网投资(待建热网)。 (2)可减少在热网上的传输热损失。 2、当作为高压加热器使用时 (1)对于原先未装高压加热器或原高压加热器不能正常使用的热电厂来说，使用换热器——高压加热器后，可将高压给水加热至180℃左右，根据锅炉的需要，一般都可使用至170℃左右。 而对于大多数热电厂来说，普遍存在着负荷率低的问题，根据不同汽轮发电机组的负荷曲线统计表明，汽轮机由低负荷向中等负荷或由中等负荷向高负荷变化时，其增加部分的发电汽耗率都低于10kg/Kwh(有的机组远低于10kg/Kwh)，保守地按10kg/Kwh计算，可多发电5.056×10÷10=505.6万Kwh。 (2)对于装有后置机组或抽凝机组，且按计划发电的热电厂来说，增加了前置机(背压机或抽凝机抽汽之前的部分)的发电量，即可减少后置机(或抽凝机抽汽口后面的凝汽部分)的发电量，两者的发电煤耗之差，即为经济得益。 实际的运行情况是上面几种工况的综合，即采暖期以作换热运行为主，高加为辅，非采暖期为高压给水加热为主，换热为辅，经济效益也是以上分析的几种工况的综合。对于年产40万吨左右汽的热电厂来说，平均经济效益都在百万元以上。同时由于它可大大的提高高压热给水的温度，回热更多，所以即使作为纯高压加热器运行时，也比一般的高压加热器更优越，经济效益更好。 可见，换热器——高压加热器对机组运行经济性有大幅度的提高，对节约能源，减少污染，保护环境起到积极作用。 参考文献： [1]火力发电机组压力容器作业人员培训教材，河北省特种设备协会，2005. [2]汽轮机设备检修，中国电力出版社，1997. [3]火力发电厂设计规范，中华人民共和国水利电力部，1983. [4]周里泉,大型汽轮机检修，中国电力出版社，1993. [5]大型汽轮机事故分析，中国电力出版社，1998. |
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