表面式加热器不同疏水方式对机组热经济性的影响

陈云光

（大唐河北马头热电分公司 056044）

表面式加热器不同疏水方式对机组热经济性的影响

陈云光

（大唐河北马头热电分公司 056044）

节约能源、降低损失是解决供需不平衡最现实、最有效的途径，而火力发电厂节能工作中很重要的一部分就是针对热力系统进行节能改造，不断地优化和完善热力系统，以提高机组经济性。火力发电厂以表面式加热器最为常见，表面式加热器抽汽和水不相接触，水走水管里面，汽走水管外面，汽水通过水管金属表面进行换热。抽汽放热变成疏水，疏水要从加热器出去，而疏水方式目前常用的有三种：即疏水逐级自流、疏水泵疏水和设置疏水冷却器。

热力系统疏水回收方式对机组的热经济性有很大的影响。疏水逐级自流方式虽然热经济性最差，但是系统简单、投资小使其广泛应用于火力发电厂；而使用疏水冷却器则可以降低疏水温度，达到回收疏水热量的目的；疏水泵则因其能够截流疏水而达到接近混合式加热器的抽汽热量利用效果。笔者通过热平衡法对不同疏水回收方式的循环热效率进行了分析比较，为热力系统的节能改造提供了理论支持。

表面式加热器；疏水泵；疏水冷却段（器）；经济性分析

热力系统疏水回收方式对机组的热经济性有很大的影响。疏水逐级自流方式虽然热经济性最差，但是系统简单、投资小使其广泛应用于火力发电厂；而使用疏水冷却器则可以降低疏水温度，达到回收疏水热量的目的；疏水泵则因其能够截流疏水而达到接近混合式加热器的抽汽热量利用效果，但可靠性低、维护工作量大成为制约其发展的因素。文中通过热平衡法对不同疏水回收方式的循环热效率进行了计算比较，为热力系统的节能改造提供定量数据支持[1]。

1 疏水逐级自流及其热经济性

加热蒸汽进入表面式加热器放热后，冷凝为凝结水——疏水，为保证加热器内换热过程的连续进行，必须将疏水收集并汇集于系统的主水流（主给水或主凝结水）中。通常疏水的收集方式有两种：一是利用相邻表面式加热器汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合，这种方式成为疏水逐级自流方式。

采用1号高压加热器疏水自流至2号高压加热器，2号高压加热器疏水自流至3号高压加热器，3号高压加热器疏水自流至4号混合式加热器（除氧器），汇合于给水中，5～8号低压加热器的疏水依次从高到低逐级自流，最后流入凝汽器热井而汇合于主凝结水中。另一种是疏水泵方式，由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力，尤其是高压加热器，疏水必须借助于疏水泵才能将疏水与水侧的主水流汇合，汇入地点通常是该加热器的出口水流中。由于此汇入地点的混合温差最小，因此混合产生的附加冷源损失亦小。

2 疏水泵及其热经济性

使用疏水泵把加热器的疏水打入主凝结水，是克服表面式加热器因疏水逐级自流而降低热经济性的措施之一。它的热经济效果比疏水逐级自流高，也比使用疏水冷却器好，但仍略低于混合式加热器。

从热量法角度分析时，着眼于疏水不同收集方式对回热抽汽做功比Xr的影响程度，疏水逐级自流于疏水泵方式相比较，疏水逐级自流由于j级疏水热量进入j+1级加热器，使压力较高的j-1级加热器进口水温比疏水泵方式低，水在其中的焓升Δhwj-1及相应的回热抽汽量Dj-1增加。而在压力较低的j+1级加热器因疏水热量的进入，排挤了部分低压回热抽汽，Dj+1减少。这种疏水逐级自流方式造成高压抽汽量增加、低压抽汽量减少，从而使减少，热经济降低。而疏水泵方式完全避免了对j+1级低压抽汽的排挤，同时提高了进入j-1级加热器的水温，使j-1级抽汽略有减少，故热经济性较高。

3 疏水冷却段（器）及其热经济性

表面式加热器排出疏水的方式以逐级自流最为简单、可靠。因此，这种疏水方式在发电厂中得到了广泛的应用。但是，疏水逐级回流要排挤低压抽汽，产生不可逆损失；当疏水排入凝汽器时，还将引起直接的冷源损失。这些都使装置的热经济性降低。为此，通常采用的措施之一是增设疏水冷却器。疏水冷却器的定量分析是完善疏水设备和系统，以及合理选择改造疏水方案的根据[2]。

为了减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损Δer（j+1），而又要避免采用疏水泵方式带来其它问题时，可采用疏水冷却段（器）。

由于在普通加热器中疏水出口水温为汽侧压力下对应的饱和水温，若将该水温降低后排至压力较低的j+1级加热器中，则会减少对低压抽汽的排挤，同时本级也因更多的利用了疏水热能而产生高压抽汽减少、低压抽汽增加的效果，因此采用疏水冷却段（器）可以减小疏水逐级自流带来的负面效果。

设置疏水冷却段（器），没有像过热蒸汽冷却段的限制条件，因此目前600MW机组的所有加热器都设置了疏水冷却段。设置疏水冷却段除了能提高热经济性外，而且对系统的安全运行也有好处。因为原来的疏水为饱和水，当自流到压力较低的加热器时，经过节流降低后，疏水会产生蒸汽而形成两相流动，对管道下一级加热器产生冲击。振动等不良后果，加装疏水冷却器后，这种可能性就降低了。对高压加热器而言，加装疏水冷却段后，疏水最后流入除氧器时，也将降低除氧器自生沸腾的可能性。

4 小结

表面式加热器采用不同的疏水收集方式对热经济性的影响也不同，所以实际疏水收集方式应通过技术经济比较来确定。虽然疏水逐级自流方式的热经济性最差，但是它具有系统简单、无转动设备、工作可靠、投资小、不需附加运行费、维护工作量小等优点，大多数机组的回热系统均因该优势而乐于采用它，尤其是高压加热器几乎全部采用它，低压加热器的绝大部分也采用这种方式。而疏水冷却段的采用又不同程度的弥补了疏水逐级自流对热经济性的影响。虽然疏水泵方式热经济性高，但它使系统复杂，投资增加，且需用转动机械，既耗厂用电又易汽蚀，使可靠性降低，维护工作量大，在实际中并未直接进入凝汽器增加冷源热损失，且也防止它们进入热井影响凝结水泵的正常工作[3]。

[1]林万超.火力发电厂热力系统节能分析[M].北京：水利电力出版社，1987：163～186.

[2]郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2001.

[3]H.Y.Kwak，D.J.Kim，J.S.Jeon.Exergetic and thermoeconomic analyses of power plants[J].Energy 2003（28）：343～360.

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1004-7344（2016）10-0094-01

2016-3-15