毕业设计

凝结水母管压力控制、保证凝结水品质、良好的凝结水泵运行方式等，对整个热力循环的安全性与经济性均有重要意义 5.2.2凝结水系统的节能改造

凝结水回收利用是从用热设备内排出凝结水经疏水器进入凝结水箱，由凝结水泵送回锅炉房软化水箱，再经锅炉给水泵送入锅炉（图1）。这种方式存在如下问题：凝结水在进入开式凝结水箱时会发生闪蒸，一方面闪蒸汽逸入大气中造成凝结水的损失；另一方面，闪蒸汽带走了冷凝热，使凝结水的温度降低，既造成了热能与凝结水的温度降低，又造成逸出大气的二次蒸水汽对环境的热污染。为此，我们在充分考察的基础上，引进了一种冷凝水回收系统，较好的解决了问题

改造后系统（图2）的工作过程是：凝结水由疏水器进入凝结水回收器，凝结水回收器由闪蒸罐、除垢器、冷凝水快排装置、压力平装置、液位变送器等组成。当高温冷凝水进入闪蒸罐后，在罐内进行汽水分离，冷凝水经过快排装置进入蒸汽水箱，产生的二次汽通过引射装置进入凝结水泵出水管道，使闪蒸汽得以密闭回收。闪蒸汽罐由于汽体液体不断排出，使闪蒸汽罐内压力永远保持低于设备冷凝水的排出口压力，从而保证了回水背压。

通过对回收系统的改造，原来厂区内蒸汽外逸的现象消除了，并大量收回了冷凝水、二次蒸汽的热量，大大地节约了能源，现时，还避免了凝结水泵每月更换叶轮，不但保证了回水的正常运行，还节约了一大笔维修费。

5.3：循环水系统

循环水系统是火电厂一个独立的重要系统，循环水泵所耗用的电能约占总发电量的1%~1.5%，它也是改变汽轮机真空的唯一的可调因素。合理选择循环水系统的运行方式对于提高发电厂的经济性有重要意义。但目前电厂在循环水系统的运行方式中缺乏在操作的理论依据，对循环水量的调节相当的粗略，并带有一定的随意性。循环水系统远未达到经济运行，造成了能源的极大浪费。对循环水系统的运行方式进行优化，成为电厂节能降耗工作中一个亟待解决的问题，结机组的经济运行有着重要意义

第六节 辅助热力系统节能

电厂辅助热力系统虽然有其各自的功能特点，但都与气轮机的回热系统有着密切的关

联。它们在汇入回热系统时，将带来工质和热量的进、出，以及它们的吸热和放热（热量的利用与排挤），故它们与回热系统配合恰当与否会直接影响到机组和全厂的热经济性变化。本节将对锅炉连续排污、辅助蒸气回收及利用系统、辅助蒸气系统等废热及工质回收利用系统，补水系统的节能措施进行分析。

6.1锅炉连续排污节能

6.1.1余热回收的原理和能级

对离开热力系统的能量进行同时回收，回收利用的能级越高，能量回收率越大，故做功损失越小。能级，如同势能一般，能量存在不同的级别，能量越高，说明级别越高，既能级越高。余热利用是提高经济性节约燃料的一条重要途径。火电厂的生产过程存在各种余热。轴封漏汽、锅炉排污、除氧器排气等均属于携带工质的余热。余热的利用性和价值决定它的数量和质量两个方面。余热的数量是指余热量的大小，余热的质量是指余热的品位高低，可用它的温度、压力及携带热量介质给予表征。余热的品位越高，数量越大，它的可利用性和价值也就越大。余热的可利用性和价值不等于余热利用的效果，前者是指热量本身的品质和性质，它仅表示预热所具有的可能性；后者并不全由余热本身亲知所决定，还决定于余热利用的场所、环境及利用的方法，既决定于使用余热的对象和条件。由于电厂存在着各种能级，因此可以使不同品位的余热得到合理的利用，包括梯级利用，可以收到好的效果。 6.1.2锅炉连续排污简介

在汽包锅炉的水循环系统中，汽包连续不断地生产蒸气，使炉水的含盐浓度逐渐增加，化学加药在汽包的水面上形成一层泡沫悬浮物。为了保证水品质，常规做法是设置连续排污。

锅炉连续排污的目的就是要控制汽包内炉水水质在允许范围内，从而保证锅炉蒸发出来的蒸气品质合格。汽包中的排污水通常是含盐教高的水。根据DL5000-2000的规定，汽包锅炉的正常排污率不得低于锅炉最大连续蒸发量的0.3﹪，但也不宜超过额定蒸发量Db

由于排污水直接由汽包排出，压力和温度很高，造成工质和热量的严重浪费。电厂一般设计采用排污扩容器对部分热量与工质进行回收。但实际应用中，由于运行和技术原因，连续排污扩容器与液位波动大，切不易控制，难以将闪蒸出的蒸汽可靠地回收到热力系统。很多电厂虽然设置了排污回收系统，由于实际应用困难，大多弃之不用，而是将闪蒸蒸汽排放到大气中或把高温污水直接拍到地沟，造成了严重的热量浪费和环境污染。 6.1.3锅炉连续排污利用系统

锅炉连续排污利用系统，就是让高压的排污水通过压力较低的连续排污扩容器扩容蒸发，产生品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量；扩容器那尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，可通过表面式排污水冷却器再回收部分热量。

由于回收的扩容蒸汽是靠排污水的压降（能位贬值）产生的，所以随着扩容器压力的降低，虽然回收的工质数量增多了，但回收的能量（品位）却降低了。排污利用系统的这种特点——回收数量和热能质量间的矛盾，通过对会热主系统的不利影响，最终将反映到排污利用系统的实际热经济效益上。因回收工质携带的热量进入回热系统后不可避免地排挤部分

回热抽气，使回热做功比Xr减小，汽轮机内效率降低。显然，随着扩容器压力的降低，排挤的回热抽气压力也低，回热做功比降低得就越多，从而使汽轮机内效率降低的附加冷源热损失也越大

改善上述矛盾的做法是采用多级串联的连续排污利用系统。在两级扩容系统中，锅炉连续排污水先进入高压扩容器，扩容未蒸发的排污水，再引入低压扩容器。扩容器的压力决定于所连接回热加热器的汽侧压力。当其他条件不变，而两级利用系统中的低压扩容器压力与单级利用系统扩容器压力相同时，则两个系统的工质回收数量基本相等，但在两级系统的热能回收中，高压扩容蒸汽质量较高，切排挤的是压力较高的回热抽气，所以，总的来说，两级利用系统可获得比单级利用系统更高的实际热经济效益。

但两级利用系统的热经济性提高是以增加一级扩容器设备及管道为代价的。从经济技术的角度，凝气式电厂排污量小，易采用单级利用系统。对于热电厂，一般只有在采用直接汽网供热的高压热电厂，当其工质损失较多，补水较大，锅炉汽包排污量相应较多的情况下，经济技术比较合算时，才考虑采用两级连续排污利用系统。

连续排污利用系统给电厂带来的效益包括改变热经济性和安全性这两方面，但后者难以利用经济方面的数值来表达。

6.1.4某电厂300MW机组连续排系统的节能改造

国内300MW机组连续排污系统角式调节阀的阀座和阀瓣密封面由于受高压差工质冲刷，产生汽蚀，致使调节阀起不到节流减压的作用；而且由于连续排污系统的锅炉水含盐最高，阀门的阀座、阀瓣、阀杆和导向套会造成严重腐蚀。辽宁某电厂300MW机组针对其排污系统存在的问题，进行了相应的改造，取得了较好的节能效果。 6.1.4.1排污系统存在问题

该电厂一期工程4台300MW机组的锅炉连续排污系统和连续排污至定期排污系统中，每台炉配有3台角式调节阀。投产以来，排污系统存在许多问题，如正常运行工况下，锅炉汽包工作压力为19.63MPa通过角式调节阀降至1.032MPa，阀座和阀瓣密封面受高压差工资冲刷，产生汽蚀。镶焊阀座螺纹处因汽蚀透，导向套断裂，阀瓣密封面呈放射状沟痕，致使调节阀起不到节流减压的作用，而且连续排污系统炉水含盐量高，造成阀门的阀座、阀瓣、阀杆和导向套严重腐蚀。1号炉连续排污至定期排污角式调节阀的阀杆、阀瓣组件和调整导向套损坏后，锈蚀而淤积杂物抱死，使调节阀失去调节作用，造成阀后弯头处直接承受高压冲刷，弯头管壁减薄外漏多次。4号炉弯头处外漏两次，使连续排污系统无法正常投入运行。 6.1.4.2改造方案

针对上机组存在的问题，该厂对一期4台300MW发电机组采用了一下节能改造方案： （1）在连续排污系统角式调节前安装2差压防汽蚀装置，同时去掉一些弯头，使系统更加简捷。加装防汽蚀装置虽然使局部阻力损失略有增加，但弯头数量减少，弯头处局部阻力损失降低了，整个系统阻力损失略有增加，但机组热效率几乎不受影响。

（2）改装电动排污调节阀。用TB968Y-32DN50电动调节阀替换原有的只具备二级降压装置的恶劣工况，使阀门的使用寿命有了可靠保证。 6.1.4.3改造效益

该厂的连续排污系统通过加装防汽蚀装置，减少了修复和更换阀门的次数。粗略统计，原设备运行周期3～4年∕年，安装防汽蚀装置后，相当于每年少更换调节阀3～4台，节约费用30万～40万元。更换国产的TB968Y-32DN50电动排污调节阀每台可节约8.5万元。在系统改造后的5年时间内，累计节能效益达1100万元。

该厂改造结果表明，以上对锅炉连续排污系统的优化改造，提高了阀门运行的安全可靠性，回收利用了连续排污蒸汽，这是一项经济效益相当可观的节能措施，值得其他同型锅炉借鉴应用。

3666废热及工质回收利用节能技术

除了锅炉的连续排污外，汽轮机主蒸汽阀杆及轴封漏气，冷却发电机的介质热量，热力设备及管道的疏放水等都有类似的工质回收及废热利用问题。回收利用发电厂排放、泄漏的工质和废热，既是节能，提高经济性和管理水平的一项重要工作，又对保护环境具有重要意义。

6.2轴封蒸汽回收利用系统

6.2.1轴封蒸汽回收及利用系统为了提高发电厂的人经济性，现代的汽轮机装置都设有轴封蒸汽回收利用系统。不同机组的轴封结构和轴封系统有所不同，但轴封蒸汽利用与回热系统都是一致的，因此轴封轴封蒸汽回收及利用系统设计与发电厂热力系统的设计是紧密联系的。

汽轮机轴封系统包括主汽门和调节汽门的阀杆漏气，再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽，高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽等。一般轴封蒸汽占汽轮机总汽耗量的2%左右，切由于引出点不同，工质能位有差异，在引入地点的选择上应使该点能位与工质最接近，既回收工质，又利用其热量，同时又使其引起的附加冷源损失最小。

汽轮机轴封系统分为轴封供汽系统和轴封回汽系统两部分。轴封系统的主要设备包括轴封加热器和轴抽风机。轴封加热器的作用是利用轴封回汽的热量加热凝结水，提高凝结水温度，提高热经济性，同时它可以将轴封回汽中的蒸汽凝结成水后回收至凝汽器，回收工质。轴抽风机的作用是及时将轴封加热器那不凝结的气体排出，以维持轴封加热器及轴封回汽管道那一定的负压，保证汽轮机端无蒸汽漏出。

6.2.1.1轴封供气量对机组经济性影响分析

轴封供汽量的不同对经济性的影响是不可忽视的。为了减少能量的损失和贬值，电厂 应合理地进行改造，以达到节能降耗的目的。 6.2.1.2某国产300MW汽轮机轴封系统节能改造 1.轴封系统存在的问题及原因分析

河北某电厂总装机容量为8×300MW，汽轮机全部为同一个厂家制造。轴封系统的主要问题分析如下：

（1）低压缸轴封冒汽。机组正常运行中，低压缸前、后轴封冒出湿蒸汽，低压缸轴承箱上大量积水使油中进水，造成油质水分超标，极易使调节、保安系统的滑阀出现锈蚀、卡涩，严重威胁机组安全运行。为了防止低压轴封冒汽，机组运行中将低压轴封供汽门关小，几乎接近关闭，同时轴封供汽压力也降得很低，但是低压缸轴封仍然冒汽。

经调查，发现低压轴封回汽压力正压较高，另外，当打开低压轴封回汽压力表管的放水门时，能够放出大量的积水。分析认为，低压轴封回汽管道那积水，造成低压缸轴封回汽管道堵塞、回汽不畅，低压轴封冒汽。减温后的汽封蒸汽进入低压轴封内，经过轴封齿的节流和低压缸的冷却造成低压轴封回汽气温降低，回汽凝结水在器管道弯头的最低点积累，造成低压轴封回汽管道积水堵塞、回汽不畅。

（2）轴抽风机出口积水。运行中发现 轴抽风机经常出现漏水，启动时风机振动大造成风机轴承损坏。对轴封加热器检查发现轴封加热器测水位很低，约在水位计1∕3处，因此，轴封加热器的水不会返回轴抽风机。因此，轴抽风机及出口积水的原因是轴抽风机出口汽、气混合物中凝结水倒流至轴承风机出口。轴抽风机出口管道中凝结水倒流的原因是轴抽风机的出口管接至30多米高的汽机房经大气管道而排出，这样轴抽风机排出的汽、气混合物小于50℃,在排向大气的过程中，凝结成水又返回。

2．改造措施

（1）对低压轴封回汽管道积水造成低压轴封冒汽采取的措施。将低压缸前后轴封回汽管道的疏水改接为疏至轴封加热器的回汽母管，并且保持其疏水门常开。