高加組合式蒸冷器

藺琪蒙 呂春俊

摘 要：高壓加熱器外置式蒸汽冷卻器可進(jìn)一步提高鍋爐的給水溫度，提高燃煤電廠的熱效率，還可降低相應(yīng)高加的溫差應(yīng)力，降低了機(jī)組運(yùn)行成本。隨著二次再熱機(jī)組的普及，機(jī)組#2、#4高加均要設(shè)置外置式蒸汽冷卻器，使其高壓加熱器系統(tǒng)更為復(fù)雜，給水管道布置更為擁擠，增加了設(shè)備投資成本。本文研究將兩臺(tái)原獨(dú)立布置的蒸冷器優(yōu)化為組合式蒸冷器，節(jié)省初投資的同時(shí)，提高了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，對(duì)二次再熱機(jī)組的給水管道布置和蒸冷器均具有創(chuàng)新示范意義。

關(guān)鍵詞：外置蒸汽冷卻器 組合式蒸冷器 給水溫度 溫差應(yīng)力 熱效率

中圖分類號(hào)：TQ052.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（a）-0073-03

外置蒸汽冷卻器在高參數(shù)大容量再熱機(jī)組中能充分利用回?zé)岢槠倪^熱度，同時(shí)提高給水溫度，從而提高循環(huán)效率。隨著二次再熱機(jī)組的普及，大型機(jī)組需設(shè)置兩臺(tái)外置式蒸汽冷卻器，造成現(xiàn)場管道布置復(fù)雜，阻力增加。本文將兩臺(tái)原獨(dú)立布置的蒸冷器優(yōu)化為組合式蒸冷器，對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)劣性進(jìn)行分析比較。

1 比較分析

由于二次再熱提高了高壓缸和中壓缸第一級(jí)抽汽的過熱度，當(dāng)與之對(duì)應(yīng)的加熱器出口水溫不變時(shí)，該加熱器的換熱溫差加大，不可逆損失就會(huì)增加，因此需裝設(shè)蒸汽冷卻器。蒸汽冷卻器有內(nèi)置和外置兩種。外置式蒸汽冷卻器由于在連入熱力系統(tǒng)的方式上較靈活、多樣，且可直接提高給水溫度，經(jīng)濟(jì)效果比內(nèi)置式的要好，但是系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，投資也相對(duì)較高。對(duì)于兩個(gè)蒸冷器本身主要有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。經(jīng)計(jì)算，兩個(gè)外置式蒸汽冷卻器串聯(lián)或并聯(lián)布置在#1高加后，熱經(jīng)濟(jì)性相差無幾，但由于串聯(lián)給水系統(tǒng)阻力較大，并聯(lián)方式能相對(duì)減少給水系統(tǒng)阻力。因此推薦采用兩臺(tái)外置式蒸汽冷卻器并聯(lián)的方式，布置在1號(hào)高加出口，提高給水溫度10℃，從而進(jìn)一步提高機(jī)組熱效率。兩臺(tái)外置式蒸汽冷卻器并聯(lián)布置的系統(tǒng)圖如圖1所示。

由圖1可知，兩臺(tái)蒸冷器造成給水管路布置復(fù)雜，現(xiàn)場檢修空間較小，如果是百萬機(jī)組雙列布置，現(xiàn)場更為擁擠。因此，提出組合式蒸冷器方案，兩臺(tái)蒸冷器共用一路給水管道，大大簡化現(xiàn)場管道的布置（如圖2所示）。

2 整體方案

以2×660MW機(jī)組為例，常規(guī)方案中，給水流量的分配為：#2、#4兩臺(tái)蒸冷器各承擔(dān)50%的總給水流量，即每臺(tái)蒸冷器每小時(shí)的流量為900t，共1800t。在這900t給水進(jìn)入蒸冷器后，有540t進(jìn)入換熱管，其余360t給水則從水室分隔板中旁路流走，不參與換熱（如圖3所示）。

采用組合式蒸冷器后，水室采用圓筒形式，中間設(shè)有水室分隔板。給水管分別設(shè)在上下兩個(gè)腔室，采用下進(jìn)上出流向。分隔板上開節(jié)流孔，用于流量分配。兩側(cè)兩個(gè)管束流量仍為540t/臺(tái)，水室內(nèi)旁路720t，總給水流量為1800t，同常規(guī)方案一致（如圖4所示）。

殼側(cè)簡述：加熱器殼側(cè)的設(shè)計(jì)參數(shù)，可分別根據(jù)平衡圖（如圖5所示）的參數(shù)獨(dú)立設(shè)定，互不影響。兩側(cè)兩個(gè)管束的換熱計(jì)算也與原來分體形式的沒有區(qū)別，可以直接應(yīng)用。

殼側(cè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也無需調(diào)整，殼側(cè)的制造流程，直至殼體橫套完成，都沒有變化。

水室設(shè)計(jì)：為避免熱膨脹引起變形的問題，分隔板在水室內(nèi)的安裝方式為非焊接式，給水管與水室的對(duì)接形式為安放式，人孔座與水室的對(duì)接形式為插入式。水室內(nèi)安裝導(dǎo)向管，給水進(jìn)入后，不直接沖向分隔板，而是向四周擴(kuò)散，分散沖擊。

性能校核：從100%到40%負(fù)荷之間，蒸冷器給水的流量分配保持穩(wěn)定，且最終給水溫度均滿足平衡圖要求（見表1）。

3 結(jié)語

高加組合式蒸冷器方案給水系統(tǒng)阻力減少約0.04MPa，提高了機(jī)組運(yùn)行效率，同時(shí)可以優(yōu)化電廠現(xiàn)場的管道布置，優(yōu)化現(xiàn)場檢修空間，降低了工程造價(jià)。經(jīng)計(jì)算，每臺(tái)機(jī)組可以節(jié)約電廠給水管道約20t，節(jié)約管道三通兩個(gè)，大小頭4個(gè)，彎頭6個(gè)，兩臺(tái)機(jī)組合計(jì)節(jié)約工程投資造價(jià)約200萬元。對(duì)二次再熱機(jī)組給水管道布置和蒸冷器均具有創(chuàng)新示范意義。

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