补水装置

   等效焓降法是近几年来发展起来的一门热工理论，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简洁、方便、准确，是热力系统优化、节能改造的理论依据，对挖掘节能潜力，搞好节能技术改造有着重要意义。为此，在推广焓降法的同时，我们对部分电厂有代表性的汽轮发电机组进行了热力系统分析，依据分析的结果，制定了有关方案，推出了“火力发电厂化学补水方式和系统的节能改进”技术，并配套生产出产品供用户使用。
    本产品技术改造是在冷凝器中增加一套装置，把化学补水雾状化噴入，使排出的乏汽迅速接触冷却，从而提高真空和回热经济性，提高除氧效率，使进的水温提高，采用该装置后，煤耗可下降1-3克/千瓦时。半年就可收回投资。新型补水雾化装置是将除盐水引入喷嘴，特殊设计的喷嘴将除盐水高速雾化成细小的雾状水珠（约70μm粒度）。增大了补水与乏气的热交换，混合式换热，从而吸收了大量乏气放出的汽化潜热，直接回收热量，减少由凝汽器冷凝带来的热量损失。是一项投资少，回收快的节能技术改造措施。
1、特点
    减少了机组循环热量损失，减轻了凝汽器的负担，提高了循环热效率。
2、设计要求
    1）根据用户的凝汽器每小时的最大补水量、补水压力，来核算雾化喷嘴数量，并留有一定的富裕量。
    2）将计算出的喷嘴数目均匀的分布在管线上，所有的管材和部件均采用1Ci18Ni9Ti不锈钢材料制作。
    3) 喷咀成45o布置，与汽轮机乏气形成逆流布置,有利于混合换热,从安全角度考虑,中间喷咀向水平方向布置,防止高速雾化喷到后缸的转子上。
    4) 在原补水管的基础上与补水雾化管进行焊接。 
二、补水系统改造的可行性分析

1、经济性核算：（以220t/h锅炉为例）

（1） 电厂每年总补水量M1=165000（t） ，补水量22 T/H
（2）年度平均补水温度T=20℃
（3） 年度平均真空P=-0.085 
（4）排气温度T=50℃

2、根据真空、和排气温度查数据：

* 饱和蒸汽的焓值 H2=2598KJ/Kg、饱和水的焓值H1 =226KJ/Kg 
* 被凝结的蒸汽量 M2=4.2*30/2372*M1=8764（吨）
* 节省的热量为 Q=M2（H2—H1）=20.79x109 kJ
* 煤的发热量 q=29307.6kJ/Kg

* 节省的煤量 M=Q/q=709.7 (吨)
* 节省的费用 =M*(当地煤价按180元/吨)=127689元
    现以某电厂BⅡ-50-3型高温高压供热机组为例，进行等效焓降法进行改造的可行性分析：该机设有两台高压加热器，三台低压加热器，补水系统为“除氧器式”补充水系统，化学软化水补充至低压除氧器，由中继泵补入高压除氧器，低除、高除的进出水方式均为母管制运行。正常运行工况下，带50-100T/H、0.8～1.3Mpa供热负荷。我们通过调查研究，以机组额定和设计参数为主，结合实际参数进行修正，应用等效焓降法进行了分析。
3、型号规格
◆ 回热可行性分析结果：

注：η1提高后机效率,η提高前机效率
相对提高Δη=(η1-η)/η*100%
对该机组提高来说，真空度每提高1%，半年就可节煤750吨。
通过“等效焓降”的分析，我们知道，补水由“除氧器式”改为“凝汽器式”后，

4、优点如下：
◆补水从凝汽器补入，流经轴封冷却器、抽汽器低压加热器后到达高压除氧器。这一过程中，补充水吸收了一定的热量，以比低压除氧器出水温度高50℃左右进入高压除氧器，从而增加了低压系统抽汽量，即低除抽汽量增加；减少了高压除氧器的抽汽量，使高除降低了传热过程中不可逆损失，提高了热功转换效率，回热效果明显提高
◆凝汽器对补水进行真空除氧，提高了整个回热系统的除氧能力。
◆补水在凝汽器中吸收排汽热量，减少了一定份额的余额损耗，强化了热交换，降低了排汽温度，改善了机组真空，而且在补水温度降低时，效果则越明显。不仅经济,且利于机组接带负荷（一般来说，火电厂补水温度在20～38℃之间）。
三、补水系统改造方案和有关参数的确定
  为了获取更好的经济效益，在制定改造方案时，应注意以下事项：
1、补水系统实施方案的选定。
    要根据现场系统特点，选定系统补水的来源，是单独补水，还是从母管中补水等，然后决定补水凝汽器喉部的位置的空间尺寸。
2、补水量的确定。

补入凝汽器的水量受到以下主要因素的制约：
即受到凝结水泵、主抽汽器、轴封冷却器、低压加热器通流能力的限制。其次，受到除氧能力的限制，对于其确定的机组与凝汽器补水装置，其除氧能力是确定的，若补充水量过大，它将无法将补充水中的含氧量降到要求值以下，造成凝结水含氧量超标，从而腐蚀凝结水管道。再者，在运行中，补充水量还应与机组连接带的负荷匹配。
3、补水系统改进的措施和有关方式的介绍：
◆只要将补水补入凝汽器，就可得到较好的回热效益。
◆我们通过取证、分析，确定了水的补入状态应雾化从喉部补入，最好能形成一个“雾化带”。通过选择，我们选用进口的“机械雾化喷咀”。使用此喷咀强化了补充水与排汽间的换热，使补充水易达到饱和，为气体从水滴中溢出扩散出来，创造了条件，同时，又防止出现补水沿着凝汽器内壁流动的现象。

综上所述，要根据凝汽器喉部尺寸，确定凝汽器内“补水装置”的管道布置方式和位置，然后再确定喷咀防止松动及“补水装置”在凝汽器内的支承。

◆如机组小修，安装工期为半天即可，如不吊汽缸安装，则安装工期为一天即可。

三、操作和安装的注意事项:
在补水至凝汽器管路上，可加装流量计，将流量指示装于运行层，给运行人员调整补水量提供依据。为使运行人员及时方便地了解凝汽器水位，及时调整补入水流量，可加装“电接点水位计”于操作盘上，并设立解列补水的自动装置。运行人员可根据机组经济参数及负荷，调整补入水流量。
我公司目前向用户供应的“补水装置”不配上述器件，而采用阀门控制流量形式和整个系统防虹吸管路，即可正常投入运行。

◆补入凝汽器的水量过大时，凝结水泵不能及时将凝汽器中的水抽走，将会导致满水，影响机组安全运行。因此，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，解决上述问题，也可另设一台小型凝结水泵。（见附图）

四、定货须知：

◆提供补水量每小时多少吨。（T/H）

◆凝汽器喉部的位置和空间尺寸图。

◆系统补水的来源是单元补水，还是从母管中补水。