超超臨界機組凝汽器回熱系統研究應用

劉彬 邵長暖

摘 要：超超臨界機組汽機凝汽器為雙背壓運行，高、低壓側凝汽器壓力相差約1 kPa，凝結水過冷度大，溶氧量大，引起低壓設備和管道的氧腐蝕，降低設備的安全可靠性。本項目以超超臨界凝汽器回熱系統為研究對象，降低凝結水過冷度，降低供電煤耗，提高系統的熱經濟性；降低氧腐蝕，提高設備的安全可靠性。

關鍵詞：超超臨界機組；凝汽器回熱；節能；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.185

1 設備系統概況

某超超臨界機組凝汽器設計為雙殼體、雙背壓、單流程，背壓4.16/5.36kPa。循環水系統采用以海水為水源的直流供水系統，采用單元制。循環水系統配置情況：1臺機組配置1個取水口，1條引水溝道，3個檢修鋼閘門，3個攔污柵（2臺機組的6個攔污柵合用1臺清污機），3套旋轉濾網，3套循環水泵組，1條DN3800循環水壓力供水管道，1條DN3800循環水排水管，1條循環水排水溝和1套水輪發電機組。

2 技術方案探討

通過綜合分析，結合現場實際，最終確定兩種技術路線，如表1：

第一種技術路線：在低壓側凝汽器熱井內增設集水板，從集水板向下引出三根凝結水回熱主管，利用8號低壓加熱器的疏水以及汽動給水泵機械密封水做為動力水，采用射流泵將凝結水引向高背壓側（HP）熱井上部，與高背壓側凝汽器中的回熱管系相接，通過高背壓側回熱支管上的一系列噴淋孔將凝結水噴入高背壓側蒸汽空間，凝結水被高背壓側的排汽加熱到相應的飽和溫度。低背壓側凝汽器中的低溫凝結水進入高背壓凝汽器中進行加熱，既提高了凝結水溫度，又減少了高背壓凝汽器被冷卻水帶走的冷源損失。此路線主要存在以下技術難點：射流泵選型、噴嘴規格、材質、布置及吸熱分析、低壓凝汽器凝結水和低加疏水混合后的凝結水噴淋時會在蒸汽空間進行二次蒸發等。第二種技術路線：發電機組凝汽器兩個殼體之間的溫度大約有5.5度的一個溫差，#8低加疏水溫度高于低壓側凝汽器凝結水溫度10度以上，可以利用這部分高溫水作為熱源，在兩個殼體聯絡管內，利用引射管，將#8低加疏水和低壓側凝結水充分混合，以減少凝結水的過冷度和含氧量，提高了凝結水出口溫度，從而實現降低機組的能耗。

綜合比較分析：第二種聯絡管引射管的技術路線系統簡單、實用，減少了不可控因素，節能效果明顯。現場擬定第二種技術路線。

3 社會效益分析

THA熱耗率驗收工況背壓低壓側4.22kPa（a）/高壓側5.22kPa（a），高壓側對應飽和凝結水溫度33.66℃，排汽流量1610.612t/h；8號低壓加熱器流量428.864t/h，凝結水平均溫度為32.1℃。凝結水過冷度為33.66-32.1=1.56℃。增設凝汽器回熱系統后，凝結水溫度增加1.1℃，凝結水流量為（1610.216+428.86）t/h，凝結水吸熱量為：2039.476x1.1x4.2x1000=9.422x106kj/h，1kg標煤熱值為29270kj/kg，凝結水吸熱量折標煤為：321.9kg/h，冬季運行按2640h計算，可節約849.85t標煤。

TRL銘牌工況滿發時凝汽器背壓低壓側8.5kPa（a）/高壓側9.5kPa（a），高壓側對應飽和凝結水溫度44.83℃，排汽流量1648.247t/h；8號低壓加熱器流量420.701t/h，凝結水平均溫度為44℃。凝結水過冷度為44.83-44.0=0.83℃。增設凝汽器回熱系統后，凝結水溫度增加0.83℃，凝結水流量為（1648.247+420.7）t/h，凝結水吸熱量為：2069.x0.83x1000x4.2=7.21x106kj/h，1kg標煤熱值為29270kj/kg，凝結水吸熱量折標煤為：246.41kg/h，按運行2860h計算，可節約704.74t標煤。

根據以上計算年節約標煤為849.85+704.74=1554.59t，按標煤單價600元/t，年節省費用為93.275萬元。

4 實踐應用及結論

某公司利用機組檢修機會，按照第二種聯絡管引射管方案進行回熱系統改造完成。

2018年11月8日及13日，進行改造后試驗分析：機組負荷1045MW、747MW，#1、2、3聯絡管進口溫度27.7℃，出口平均溫度5.07℃，#4、5、6聯絡管進口溫度27.7℃，出口平均溫度2.5℃，減少了過冷度1.25℃，降低煤耗0.051g/kWh。真空提高0.123kPa，影響煤耗0.246g/kWh，合計降低煤耗0.297g/kWh。達到了節能、安全的目的，收到了預期效果。

參考文獻：

[1]邵和春.汽輪機運行[M].遼寧省電力工業局：中國電力出版社，

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[2]靳智平.電廠汽輪機原理及系統[M].山西大學工程學院：中國電力出版社，2006.

[3]QB/101-101.001—2012華電萊州發電有限公司1000MW集控運行規程[S].

作者簡介：劉彬（1965-），男，山東鄒平人，本科，工程師，從事電廠運行管理工作。