摘要：火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)工質(zhì)外漏發(fā)生在熱力系統(tǒng)內(nèi)部，通過計(jì)算機(jī)組除氧器內(nèi)漏對(duì)熱經(jīng)濟(jì)的影響，探討了問題產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)的方法。
前言
發(fā)電廠熱力系統(tǒng)工質(zhì)外漏，使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性下降、煤耗上升，造成了大量的能源浪費(fèi).我國(guó)火力發(fā)電廠有大量的疏放水管道，由于閥門不嚴(yán)密或其他原因，工質(zhì)內(nèi)漏現(xiàn)象普遍存在.通過對(duì)部分電廠調(diào)研，總結(jié)出機(jī)組管道熱力系統(tǒng)內(nèi)漏損失主要集中在汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)、高低壓加熱器給水旁路管路、加熱器危急疏水及放水門、除氧器水箱放水閥和汽輪機(jī)本體各疏水管閥等處。本文以電廠300MW機(jī)組除氧器為例，探討了其熱力系統(tǒng)內(nèi)漏原因并作熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算。
1除氧器熱力系統(tǒng)及內(nèi)漏原因分析
1.1除氧器熱力系統(tǒng)
除氧器在電廠熱力系統(tǒng)中承擔(dān)除氧任務(wù)，以防止設(shè)備腐蝕。同時(shí)，它又是回?zé)嵯到y(tǒng)中的混合式加熱器之一，并作為凝結(jié)水泵和給水泵之間的緩沖和貯水裝置，以匯集高壓加熱器疏水等.在除氧器加熱蒸汽系統(tǒng)中，加熱蒸汽應(yīng)接入除氧器本體的下部或中部，所有被加熱的水應(yīng)引入本體的頂部，流進(jìn)配水槽或噴嘴中。除氧水箱設(shè)有放水管和溢水裝置，放水管從水箱的******點(diǎn)引出并通向疏水箱，在發(fā)生事故或停機(jī)檢修時(shí)，將除氧水箱中的水從放水管放掉。在運(yùn)行過程中，當(dāng)水位達(dá)到******水位(溢水位)時(shí)，電接點(diǎn)水位計(jì)上相應(yīng)的接點(diǎn)發(fā)出電信號(hào)控制電動(dòng)閘閥開啟，把溢水排入疏水箱，從而防止水位過高。
1.2除氧器內(nèi)漏原因分析
隨著機(jī)組自動(dòng)化程度的提高，閥門采用電動(dòng)控制逐漸普及，如除氧器底部放水閥、除氧器至凝汽器放水閥或機(jī)組事故放水閥多為電動(dòng)閥門。由于該類閥門關(guān)閉緊力不足，造成嚴(yán)密性相對(duì)下降，且閥門前后壓差較大，在高溫高壓工質(zhì)的沖刷下，閥芯易受磨損，由此引起系統(tǒng)工質(zhì)內(nèi)漏。另外，這種閥門流動(dòng)背壓很低，大多處于臨界狀態(tài)，會(huì)損失大量的有用能。
機(jī)組在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)給水閥開度過大、凝汽器管束循環(huán)冷卻水泄露、給水泵故障跳閘，或鍋爐給水系統(tǒng)閥門誤關(guān)、水位自動(dòng)調(diào)節(jié)閥失靈、機(jī)組負(fù)荷突然降低、除氧器自生沸騰等情況，這些情況都可能導(dǎo)致除氧器的高水位報(bào)警。水位過高時(shí)，除氧器會(huì)自動(dòng)開啟溢流電動(dòng)閥和放水電動(dòng)閥，引起大量跑水，造成大量高品質(zhì)工質(zhì)的內(nèi)漏。若溢流不及，還會(huì)造成除氧器振動(dòng)，抽汽管道沖擊甚至汽輪機(jī)水沖擊。
從整個(gè)熱力系統(tǒng)的內(nèi)漏情況看，閥門內(nèi)漏對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響最為明顯，因此包括除氧器在內(nèi)的全廠內(nèi)漏整改措施也必須要圍繞著閥門內(nèi)漏來治理。應(yīng)從運(yùn)行，檢修，系統(tǒng)優(yōu)化，設(shè)備選型等多個(gè)方面著手。除了減少非正常的泄漏外，對(duì)正常運(yùn)行中必須泄漏的流量采取合理控制，減少泄漏流量，并盡可能地回收利用工質(zhì)，達(dá)到提升機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的目的。
2除氧器內(nèi)漏熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算
除氧器內(nèi)漏屬于純熱量系統(tǒng)問題，除氧器中熱水漏至疏水?dāng)U容器后進(jìn)入凝汽器，由于這部分工質(zhì)是經(jīng)過各個(gè)低壓加熱器加熱后送向除氧器的，吸收了系統(tǒng)的熱量，卻沒有參加作功，而僅是從凝汽器到低加、除氧器、再返回到凝汽器作循環(huán)，無疑使整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性受到影響。其直接表現(xiàn)為主凝結(jié)水流量較設(shè)計(jì)值偏大，因而各低加的抽汽量相應(yīng)增加，中、低壓缸的功率相應(yīng)減少，影響整個(gè)機(jī)組熱耗率和功率。
如何解決除氧器內(nèi)漏問題，筆者考慮以補(bǔ)充水形式進(jìn)入凝汽器，進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算，其工質(zhì)泄漏部分為管道熱損失，因此運(yùn)用考慮管道熱效率的等效熱降法對(duì)除氧器內(nèi)漏進(jìn)行定量分析。
3算例及其分析
本文以N300216.7/538/538單軸、雙缸雙排汽、一次中間再熱凝汽式機(jī)組為例，應(yīng)用上述公式，對(duì)該型機(jī)組除氧器內(nèi)漏進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性的定量計(jì)算和定性分析。
當(dāng)除氧器水測(cè)內(nèi)漏為1.0t/h時(shí)，全廠每年將因此增加0.03g/kWh的發(fā)電煤耗和近3萬元的發(fā)電成本;若內(nèi)漏量達(dá)到14t/h，發(fā)電煤耗上升0.46g/kWh，年增加機(jī)組燃料費(fèi)用近50萬元。
圖1為ηp，ηi，ηcp隨DXL的變化趨勢(shì)示意圖.圖2為H0，Q0隨DXL的變化趨勢(shì)示意圖。
文中計(jì)算部分采用的是考慮發(fā)電廠管道熱效率的等效熱降法，無論從定量計(jì)算還是定性分析方面考慮，都與傳統(tǒng)熱量法計(jì)算結(jié)果相同，并與熱力發(fā)電廠原理一致。
由圖1和圖2可知，隨著除氧器內(nèi)漏量的增加，新蒸汽等效熱降的降低慢于系統(tǒng)循環(huán)吸熱量的減少。因此，雖然管道熱損失增加，機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率呈現(xiàn)增長(zhǎng)狀態(tài)，但綜合考慮管道熱效率的影響，全廠效率仍然是下降的，不利于機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。
除了除氧器內(nèi)漏之外，熱力系統(tǒng)還存在大量的疏放水管閥.查找全廠熱力系統(tǒng)內(nèi)部泄漏，
制相應(yīng)的疏放水閥門清單，然后照單進(jìn)行隔離操作.可利用紅外點(diǎn)溫計(jì)測(cè)定閥門前后管道的溫度來排除內(nèi)部泄漏，如閥門前后溫差大，或閥門后溫度較接近室溫的，則可判定無工質(zhì)內(nèi)漏.對(duì)高壓閥門而言，若內(nèi)漏剛發(fā)生，可采取手動(dòng)壓緊的方法消除內(nèi)漏，但若內(nèi)漏時(shí)間超過30min，閥體受高壓流體沖刷磨損會(huì)非常嚴(yán)重，只有解體才能消除其內(nèi)漏缺陷。
電廠熱力系統(tǒng)中部分閥門，如高低壓旁路閥、高加旁路閥、加熱器疏放水閥等，若發(fā)生內(nèi)漏將對(duì)
機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響，需重點(diǎn)關(guān)注.在閥門后加裝測(cè)溫裝置并引入DCS系統(tǒng)，可使運(yùn)行人員能在******時(shí)間發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏，并為準(zhǔn)確判斷內(nèi)漏量的大小提供科學(xué)依據(jù)。
4結(jié)論
(1)火力發(fā)電廠除氧器熱力系統(tǒng)內(nèi)漏，既威脅機(jī)組的安全運(yùn)行，還會(huì)產(chǎn)生輔機(jī)電耗升高等不良現(xiàn)象，使機(jī)組作功能力下降，熱效率降低，在經(jīng)濟(jì)上給發(fā)電企業(yè)造成重大損失，需引起足夠的重視。透徹理解除氧器內(nèi)漏原因，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和延長(zhǎng)機(jī)組的壽命具有十分重要的意義。
(2)運(yùn)用考慮管道熱效率的等效熱降法準(zhǔn)確計(jì)算出除氧器工質(zhì)內(nèi)漏所造成的管道熱經(jīng)濟(jì)損失，計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)除氧器內(nèi)漏至凝汽器1t/h，機(jī)組發(fā)電煤耗增加0.03g/kWh時(shí)，計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)熱量法完全一致，并彌補(bǔ)了原等效熱降法的不足。
(3)我國(guó)對(duì)發(fā)電機(jī)組內(nèi)部泄漏的研究不夠，應(yīng)選擇試點(diǎn)機(jī)組進(jìn)行熱力系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)，確定各處內(nèi)部泄漏對(duì)機(jī)組熱耗率的影響。這項(xiàng)工作新增設(shè)備投資少、獲益大，對(duì)我國(guó)電力工業(yè)節(jié)能減排有很大幫助，應(yīng)立題進(jìn)行專項(xiàng)研究。
除氧器的“自生沸騰”危害及對(duì)應(yīng)措施
除氧器的“自生沸騰”危害及對(duì)應(yīng)措施 除氧器的所謂“自生沸騰”是指過量的高溫疏水進(jìn)入除氧器后，其汽化的蒸汽量已能滿足或超過除氧器的用汽量，使除氧器內(nèi)的給水不需要汽輪機(jī)抽汽加熱就能沸騰，對(duì)這種現(xiàn)象稱為“自生沸騰”。此時(shí)除氧器的加熱蒸汽會(huì)減至最小或減至零，甚至違負(fù)值(自生沸騰蒸汽過剩)，致使除氧器內(nèi)的壓力不受限制的升高，排汽量增大，工質(zhì)和熱量損失增大，水的逆向流動(dòng)受到破壞，在除氧塔底部會(huì)形成蒸汽層，產(chǎn)生渦流，使分離出的氣體難以逸出，因而引起除氧效果惡化。解決除氧器沸騰的方法是提高除氧器的工作壓力，防止機(jī)組甩負(fù)荷以及維持高加的正常水位。
