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利用凝汽器乏汽余热加热化学生水的应用

发布时间：2009/6/10 阅读次数：1482 字体大小: 【小】【中】【大】

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利用凝汽器乏汽余热加热化学生水的应用

1 问题的提出
敦化林业局动力厂原采用工业锅炉房为林业局所属的林产加工企业供给生产用汽和职工住宅的采暖用热，从1996年起至2001年，已逐步改建成小型热电厂。现有锅炉4台，其中1号和2号炉为凸KB-25/400型；3号和4号炉为P-35/39-P型，总蒸发量为110t/h(2×20+2×35)，装机总容量7500kW，一台为C6-3.43/0.98型抽凝机，另一台为B1.5-3.43/0.49型背压机。
供热，从生产用汽冬夏平均约38t/h(其中供2.2MPa的蒸汽7t/h，采用锅炉新蒸汽经减温减压器后直接供给。供0.4～1.0MPa蒸汽31t/h，是用背压机排汽及抽凝机组的抽汽供给)。冬季供职工住宅采暖面积45万m²。
进入水处理设备前的化学生水补水量约50t/h。未改前，为提高其水温，是用设置在厂内的生水预热器来加热，加热汽源为背压机排汽经减温减压器后减到0.12～0.25MPa供给，加热生水预热器耗汽量2.5～2.9t/h，水温由7℃提高至38℃。显然这样的化学生水加热系统不太合理。新加装的C6-3.43/0.98型抽凝机组进入凝汽器内的乏汽余热，被循环水带走，白白浪费了热量。生水加热还需耗用背压机排汽。因此，决定对凝汽器进行改造。
2 改造方案
利用凝汽器内乏汽余热加热化学生水办法可多种，比如在凝汽器喉部加装铜管，铜管两端与联箱连接，组成热交换器，然后通化学生水等。此种改造，结构复杂，投资大，同时增加了汽流阻力。经比较，认为间隔出部分铜管，让其通化学生水进行加热，既简单又省投资，凝汽器本体与改前相同。最重要的是，考虑到抽凝机组所配的凝汽器冷却面积是在纯凝工况下设计的(即进入凝汽器凝汽量最大时)。当抽汽发电时，凝汽量随抽汽量增加而随之减少(但一般不少于纯凝工况下的20～30%凝汽量，因要保证后汽缸冷却汽流)所以抽凝机组在正常运行时，凝汽器的冷却面积富裕量很大。再加上中小热电厂严格执行“以热定电”，则裕量更大。
改造方案如图1所示。
根据凝汽器内排汽压力及对应的饱和温度，被加热的化学生水量、水温及传热系数K，计算出所需的传热面积(即需要间隔出凝汽器内铜管根数)，考虑到传热面积污秽，汽侧、水侧流体分布不均匀，存在涡流死角，故在计算出所需的传热面积上应再增加15～20%。此次在甲、乙侧各间隔出25根铜管，由于凝汽器是双流程，实际共间隔出100根铜管，其传热面积为39.2m²，占凝汽器总冷却面积的7%。
根据凝汽器管束排列选择合理的位置进行间隔。一般应选在凝汽器端盖板人孔盖附近。间隔的部位如图2所示。
A、B、C、D所包围部分即为间隔出的凝汽器铜管，从图2知，左右两侧两铜管边与边的最小距离为28mm。故在管板上栽上M14的栽丝共8根，上下铜管边与边的距离仅为10mm，故未栽丝。为确保天园地方(菱形)法兰与管板之间严密不漏，除了加橡皮垫外，还在菱形法兰接触面上刨出2条密封沟。
对凝汽器端盖板上的人孔盖板进行了改造。即在人孔盖上加装了一个深为60mm的填料盒(放置盘根用)，其中心应可能与天园地方的法兰的天园园心保持同心。
压紧盘根的格兰安装在人孔盖上，为了受力均匀，格兰上采用4根螺丝将其压紧。

另一侧折流管Φ89×4.5加上2个90°弯头，直接与天园地方菱形法兰连接
为了便于检修维护，化学生水进、出口门安装位置，应尽量靠近格兰。

3 运行情况及经济效益计算
3.1 运行情况
间隔凝汽器部分铜管，利用其乏汽余热加热化学生水系统投入运行后，一切正常。生水温度由原来的7℃提高到35～38℃(生水出口温度的高、低，决定于凝汽器内排汽温度)，端差(凝汽器排汽温度与生水出口温度之差)仅为0.5℃左右。
3.2 经济效益计算
年利用凝汽器内乏汽余热量Q，

式中W—补水量，这里为50000kg/h;
c—水的比热容，4.1868kJ/(kg·℃)；
h—年利用小时，3500小时(因低真空运行进行循环水供热，故只以半年计)；

Q^a_h—标煤发热量29.3MJ/kg;
化学生水采用乏汽余热加热，替代了原生水系统预热器用背压机排汽耗汽量，年节省汽量D，
D=G×h=2.5×3500=8750t
动力厂汽价为60元/吨汽，则节省的汽量转供其它生产厂用汽，获汽钱Sx
Sx=60×8750=52.5万元
间隔凝汽器铜管加热化学生水后，半年获利润52.5万元，节标煤750吨。
间隔凝汽器铜管加热化学生水系统其改造费总计约2万元。因此，经济效益是显著的。
4 结论与建议
采用此种方法加热化学生水，具有投资少，改造简单、方便、经济效益好。
建议汽轮机制造厂在生产凝汽机组或抽汽供热机组所匹配的凝汽器时，应间隔出部分铜管作为生水预热器，电厂可利用凝汽器内余热加热化学生水和其它热水，以节约能源。

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