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一、概述 化學補水，凝汽器科學補水，凝汽器補水節能裝置概述
tg泰格等效焓降法是近幾年來發展起來的一門熱工理論，泰格凝汽器補水裝置是電力部推廣的重點節能措施，作為一種新的熱力系統計算分析方法，在熱力系統局部變化的定量中顯得簡捷、方便、準確。是熱力系統優化、節能改造的理論依據，對挖掘節能潛力，搞好節能技術改造有著重要意義。
為此，在推廣焓降法的同時，我們對部份電廠有代表性的汽輪發電機組進行了熱力系統分析，依據分析結果，制定了有關方案，推出了“火力發電化學補水方式和系統的節能改進”技術，并配套生產出產品供應用戶使用。
二、補水系統改造的可行性分析 化學補水，凝汽器科學補水，凝汽器補水節能裝置
現以某電廠 B Ⅱ— 25 — 3 型高溫高壓供熱機組為例，進行等效焓降法進行改造的可行性分析：
該機設有兩臺高壓加熱器，三臺低壓加熱器，補水系統為“除氧器式”補充水系統，化學軟化水補充到抵壓除氧器，由中繼泵補入高壓除氧器，低除、高除的進出水方式均為母管制運行。
正常運行工況下，帶 40 — 70Y/H 、 0. 8 ～ 1.3MPa 供熱負荷，（原則性熱力系統圖見圖 1 ）。
我們通過調查研究，以機組額定和涉及參數為主，結合實際參數進行修正，應用等效焓降法進行了分析。
1 、回熱可行性分析結果：
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注：η1提高后機效率 η提高前機效率化學補水，凝汽器科學補水，凝汽器補水節能裝置
相對提高△ %
對該機組來說，真空度每提高1%，半年就可節煤750噸。
2、通過“等效焓降”的分析，我們知道，補水由“除氧器式”改為“凝汽器式”后，優點如下：
①補水從凝汽器補入，流徑軸封冷卻器，抽汽器低壓加熱后到達高壓除氧器。這一過程中，補充水吸收了一定量的熱量，以比低壓除氧器出水溫度高50左右進入高壓除氧器。從而增加了低壓系統抽汽量，即低品味抽汽量增加；減少了高壓除氧器的抽汽量，使高品位抽汽量減少，增加了這部份整齊在機內的做功，同時，還減少了補充水吸熱過程中的傳熱偏差，降低了傳熱過程中不可逆損失，提高了熱功轉換效率，回熱效果明顯提高。
②凝汽器對補水進行真空除氧，提高了整個回熱系統的除氧能力。
③補水在凝汽器中吸收排汽熱量，減少了一定份額的余額損失，強化了熱交換，降低了排汽溫度，改善了機組真空，而且在補水溫度比排汽溫度降低時，效果就月明顯，不僅經濟且利于機組接帶負荷（一般來說，火電廠補水溫度在20～38℃之間。）
三、補水系統改造方案和有關參數的確定 化學補水，凝汽器科學補水，凝汽器補水節能裝置有關參數的確定
為了獲取更好的經濟效益，在制定改造方案時，應注意以下事項：
①補水系統實施方案的選定。
要根據現場系統特點，選定系統補水的來源，是單元補水，還是從母管中補水等，然后決定補入凝汽器喉部的位置和空間尺寸。
②補水量的確定。補入凝汽器的水量受到以下主要因素的制約：
即受到凝結水泵、主抽汽器、軸封冷卻器、低壓加熱器通流能力的限制。
⑴補入凝汽器的水量過大時，凝結水泵不能及時將凝汽器中的水抽走，將會導致滿水，影響機組安全運行。因此，補入凝汽器中的水量不能超過凝結水泵出力與凝結水量的差值。解決上述問題，也可另設一臺小型凝結水泵。
⑵主抽汽器、軸封冷卻器、低壓加熱器均有一額定的 流通量，當通過的水量超過其額定通流量時，因其加熱能力水足，使出口水溫降低，使回熱效果減弱，因此，補入凝汽器中的水量不能超過主抽汽器、軸封冷卻器、低壓加熱器的額定通流量與凝汽器水量的差值。
其次，受到除氧能力的限制，對于其確定的機組與凝汽器補水裝置，其除氧能力是確定的，若補充水量過大，它將無法將補充水中的含氧量降到要求值以下，造成凝結水含氧量超標，從而腐蝕凝結水管道。
再者，在運行中，補充水量還應與機組所接帶的負荷匹配。
⑶補水系統改進的措施和有關方式的介紹： 化學補水，凝汽器科學補水，凝汽器補水節能裝置
①只要將補水沖入凝汽器，就可得到較好的回熱效益。
②為了達到在凝汽器內能良好吸收排汽熱量以改善汽輪機真空的目的，補充水進入凝汽器的方式與位置需滿足熱力除氧要求，那么水的補入方式就很關鍵。
我們通過取證、分析，確定了水的補入狀態應霧化從喉部補入，較好能形成一個“霧化帶”。通過選擇，我們自行設計制造出一種“機械霧化噴嘴”。
使用次噴嘴強化了補充水與排汽間的換熱，使補充水易達到飽和，為氣體從水滴中溢出擴散出來，創造了條件，同時，又防止出現補水沿著凝汽器內壁流動的現象。
綜上所述，要根據凝汽器喉部的尺寸，確定凝汽器內“補水裝置”的管道布置的方式和位置，然后再確定噴咀的較佳位置。以上兩項確定后，再將噴咀的噴射角定成一個常數。同時要考慮噴咀防止松動及“補水裝置”在凝汽器內的支撐。
四、操作和安裝的注意事項
⑴在補水至凝汽器管路上，可加裝流量孔板，將流量指示裝于運行層，給運行人員調整補水量提供依據。
⑵為使運行人員及時方便地了解凝汽器水位，及時調整補入水流量，可加裝“電接點水位計”于操作盤上，并設立解列補水的自動裝置。
⑶運行人員可根據機組經濟參數及負荷，調整補入水流量。
我廠目前想用戶供應的“補水裝置”不配上述元器件，而采用閥門控制流量形式和整個系統防虹吸管路，即可正常投入運行。
五、定貨須知
1、提供補水量每小時多少噸。（T/H）
2、凝汽器喉部的位置和空間尺寸圖。（復印件）
3、系統補水的來源是單元補水，還是從母管中補水。
為了做好補水系統改造后的效益分析和通過試驗為運行人員提供運行參考要點，我們下面介紹某電廠改造后的測試和計算效益的方式和過程：
1、強化回熱效果測量準確，電氣裝兩塊單相瓦特表。
①為使電功率測量準確，電氣裝兩塊單相瓦特表。
②補水流量，凝結水流量，#5加出口給水流量，分別是用差壓變送器，測得3#加出口流量，低脫水補高脫流量，用差壓計，#1～5加進汽溫度用熱電偶測得，其余裝玻璃管溫度計和從控制表盤上讀取。
③試驗工況：負荷15MW，供熱抽汽65t/h，補水量21.8噸/時，穩定運行30分鐘以后，抄錄數據，每5分鐘一次，連續三次取平均值。
④根據我廠90年5月～11月份1#機排氣溫度情況及運行經驗，固定：負荷25MW，供熱抽汽65t/h，排氣溫度模擬到55℃，補水量21.8t/h，抄錄數據，每分鐘一次，連續三次取平均值。
⑤實驗的觀察分析
在兩個工況的實驗過程中，回熱效益通過等效焓降法進行分析計算。真空情況，從觀察看，在第一個工況中排汽溫度為38.7℃，真空0.092MPa，當補入水量21.8t/h，補水溫度為37℃時，排氣溫度降低了0.8℃。真空為0.0922 ，真空提高約1.5mmHg柱。從模擬工況看，排氣溫度55.2℃，真空0.085 Mpa，當補水兩21.8t/h補水溫度為37℃時，排氣溫度降低了1.4℃，真空度為0.0855 Mpa，真空提高3.75mmHg柱。在試驗過程中，我們不難看出，補水流量占排汽量的份額大小，排汽溫度與補水溫度的溫度差值，與真空的改善度有關。而回熱效益則是較穩定的。對火電廠來說，夏季真空由于氣溫高因素的影響較冬天低，如我廠冬季#1機真空度可達94.5%，而夏季則在87～88%左右，有時因真空不好而影響了機組接帶負荷。
2、在把考慮凝汽器真空變化的情況下，補水系統改進的熱經濟性。
按補水裝置年運行7500小時計算回熱效益。
⑴根據圖1中熱力試驗參數，整理數據：
#1加熱器給水焓升 τ1=30×4.186（千焦/公斤）
加熱器給水焓升 τ2=29×4.186（千焦/公斤）
#3加熱器給水焓升 τ3=39.3×4.186（千焦/公斤）
#4加熱器給水焓升 τ4=38.3×4.186（千焦/公斤）
#5加熱器給水焓升 τ5=33.4×4.186（千焦/公斤）
給水泵焓升 τ6=1.7×4.186（千焦/公斤）
#1 加疏水放熱量 τ1=66×4.186（千焦/公斤）
#2加疏水放熱量 τ2=7×4.186（千焦/公斤）
#4加疏水放熱量 τ4=67.7×4.186（千焦/公斤）
#1加熱器抽氣器放熱量 q1=604×4.186（千焦/公斤）
#2加熱器抽氣器放熱量 q1=568×4.186（千焦/公斤）
#3加熱器抽氣器放熱量 q1=578×4.186（千焦/公斤）
#4加熱器抽氣器放熱量 q1=572.2×4.186（千焦/公斤）
#5加熱器抽氣器放熱量 q1=536×4.186（千焦/公斤）
給水吸熱量 Q=604×4.186(i0-t0)
軸封二段漏氣放熱量 q1=796×4.186（千焦/公斤）
軸封一段漏氣放熱量 q1=696×4.186（千焦/公斤）
空抽器蒸汽放熱量 q1=608.4×4.186（千焦/公斤）
低脫抽汽放熱量 q1=606.4×4.186（千焦/公斤）
低脫補水系熱量 tu=27.6×4.186=tu-tn（千焦/公斤）
高脫補水系熱量 tL=t3-tu=70.7×4.186（千焦/公斤）
其它有關參數見圖1中
⑵等效焓降計算
#1加油汽等效熱降：H1=i1-in=33×4.186
#2加油汽等效熱降：H2=i2- i1 + H1 –r1η1=59.394×4.186
#3加油汽等效熱降：H3=i3- i2 + H2 –r2η2=75.662×4.186
#4加油汽等效熱降：H4=i4- i1 + H1 –r1η1–r1η1=90.184×4.186
#5加油汽等效熱降：H5=i5- i4 + H4 –r4η4=110.1232×4.186
#1加油汽效率：η1= =0.0546357
#2加油汽效率：η2= =0.104567
#3加油汽效率：η3= =0.130903
#4加油汽效率：η4= =0.157472
#5加油汽效率：η5= =0.2060
新蒸汽等效焓降：H0=i0-i4+H4- r4η4–r5η5=176.053×4.186（千焦/公斤）
根據功率方程：D0H0+DO?asg(i4-in)-D0ad(i2-in)-D0?(af1+af3)(i0-in)-D0τb(1-η4)+D0qf2?gf2η1+D0af3(qf3+f2n2+f1n1)+ D0af1qf1n1= ……（1）
將有關設局代入：
DO=167（t/h） 則：新蒸汽等效焓降：
H= ×DO=130.3244.186（千焦/公斤） 【見(1)公式】
⑶經濟指標及改造效益：（按熱電分攤原則）
1、補水方式改造后：
機組年耗標煤量：By= ×7500=123615
年供電耗煤量：Byt= ×7500=53457.44
年發電耗煤量：Bd=By-Byt=70157.5(噸)
年發電量：A=Nd?7500=18450（萬KW?h）
年供電量：（廠用電率100%）
G=A×90%=16605（萬KW?h）
供電標準煤耗率：by= =423（g/KWh）發電標準煤耗率：by= =380（g/KWh）
補水方式改造后，1kg新蒸汽增加作功量：
△H=abc（τb?η2+τcη4-τ1η1-τ2η2-τ3η3）=0.5487×4.186（千焦/公斤）
機組效率相對提高：δηi =0.421%
年節標準煤：△By=δηi?By=520.5（噸/年）
供電煤耗率降低：△by= =3.134（g/KWh）
⑷真空效益：
因真空得到改善而收到的經濟效益。真空按6000小時，考慮到冬季排汽溫度較低。
①真空相對提高：
排汽：38.7℃，真空0.092Mpa，補水后：補水量21.8t/h，補水37℃，排汽溫度下降0.8℃，真空為0.092gMPa，約合1.5mmHg。0.0002/0.0092=0.22%
②機組效率相對提高：
按汽輪機凝汽器特性曲線，得出結論：當真空相對提高0.22%時，機組相對提高0.22%。
③取值：δηi=0.2%計算
年節標煤量：△B0y=
④降低供電煤耗率： =lg/KW?h
則：未投入補水裝置時，機組供電煤耗率為：b1y=by+△by+△b0y=427
投入補水裝置后，機組供電煤耗為423（g/KWh）
由于補水補入凝汽器，凝結水流量增加21t/h，多耗了電量，但是，通過中繼泵的流量又減少了，耗電量也隨之減少。總的來說，耗電量并不增加（有可能降低，凝水泵，中繼泵特性），據查閱，補水投入與不投時的凝結水耗電量沒發現升高。
⑸、模擬工況：排汽55.20C時，真空0.085Mpa，當補21.8t/h，補水溫度為37℃時，排汽溫度下降1.4℃，真空提高到0.0855Mpa，約合3075mmHg（該工況是根據90年8-11月份真空情況及運行經驗工況確定）。按年運行3600小時計算：
①真空相對提高： =0.588%
②機組效率相對提高：根據汽輪機凝汽器特性曲線，得出結論：
當真空相對提高0.588%時，機組效率相對提高0.6%。取值：δηi=0.6%，計。
③年節煤量：△B01y= ×δηi =356（噸）
④降低供電煤耗率：
△ B01y= =2.15
結論
綜上所述
1、當機組補水方式經過節能改造后。
一年可節標煤：520.6+165=685.5（噸）
一年可降低機組供電煤耗：3.134+1=4.134（g/KWh）
節煤；量合人民幣：685.5×104元=7.13（萬元）
全部投資（人工、材料、設備、試驗）總綜合費用5萬元，可在8.5月內全部收回，經濟效益明顯。
2、在考慮夏季真空的改善時則：
年節煤：520.5+365=876.5（噸）
年可降低供電煤耗：3.134+2.15=5.28（g/千瓦時）
節煤量合人民幣：876.5×104=9.12（萬元）
全部投資費用5萬元，可在6.5個月內全部收回。
3、補水方式的節能改造經濟效益是顯著的，若將全廠機組全部改造并進行節能分析和各機的補水量較佳分配，那么經濟效益就更加可觀。
4、在改造中，噴咀的選擇和在凝汽器內的布置原則，尤為關鍵，以取得較佳的經濟效果。
5、目前我廠化學制水系統是板除鹽狀態，補水溫度在37℃左右，且水質不如全除鹽水質。全除鹽設備，補水水溫在20～30℃左右，則真空效益會更加明顯。
6、經過我們的嘗試證明，汽輪機補水方式節能改造具有良好的推廣價值。
7、應將化學改全除鹽系統作為一個節能項目進行調查研究落實。為全廠進行合理補水分配進行補水方式改進，除低機組乃至全廠供電煤耗打下良好的基礎。
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