一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置的制作方法

本发明涉及电站锅炉蒸汽吹灰技术领域，具体涉及一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置。

背景技术：

在电站锅炉的运行过程中，为了有效地清除锅炉受热面的积灰，保证受热面清洁，使受热面传热效果良好，需要在锅炉的受热面布置不同型式、不同种类的吹灰器。其中蒸汽吹灰器是锅炉吹灰器的一种，也是应用最广泛的一种吹灰器型式。目前电站锅炉对蒸汽吹灰器汽源的选择，大多采用末级过热器入口蒸汽。然而，末级过热器出口蒸汽为高温高压蒸汽，汽源参数较高，需要通过减温减压站才能供蒸汽吹灰器使用，而减温减压站会对蒸汽产生不可逆的节流损失，这意味着高品质蒸汽被浪费，造成电厂经济性损失，同时这种系统还存在着调节阀前后的压差大、阀门易损坏等问题。

喷射器是一种利用高压流体抽吸低压流体的装置，工作流体和引射流体进入混合室中，进行质量和动量的交换，通常还伴随压力的升高。喷射器能提高引射流体的压力而不直接消耗机械能，同时，不存在节流损失，这是喷射器最根本的性能，它具有结构简单、无转动部件、操作维修方便等优点，并且对被抽吸介质流体无严格要求，因此广泛地应用于能源动力、石油化工、制冷和工业热工等领域。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置。

本发明所采用的设计方案是：一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置，包括末级过热器入口蒸汽1、末级过热器2、吹灰器汽源4、吹灰器5、锅炉6、喷射器7、低温再热器8、高温再热器9、低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11、高温再热器出口蒸汽12，其特征在于：所述喷射器7由高压喷嘴13、低压喷嘴14、混合腔15、混合腔喉部16、扩压段17组成，所述末级过热器入口蒸汽1作为工作流体从高压喷嘴13引入，所述低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11或高温再热器出口蒸汽12作为引射流体从低压喷嘴14引射入混合腔15，经过喷射器7的混合和增压作用后，最终从扩压管17中喷出的混合蒸汽作为蒸汽吹灰器汽源4。

再热蒸汽经过所述低温再热器8、高温再热器9的加热，蒸汽温度会随之升高，但由于受到沿程阻力和局部阻力的影响，蒸汽压力会逐渐下降，因此，相比于低温再热器入口蒸汽10，高温再热器入口蒸汽11的压力低、温度高，高温再热器出口蒸汽12的压力更低、温度更高，但是在低负荷运行时上述三股蒸汽的压力都低于吹灰器要求的压力参数。因此，在通过末级过热器2的高压蒸汽引射低压蒸汽的过程中，根据吹灰器5的温度参数要求，选择合适的引射流体，当吹灰器5所需温度较低时选用低温再热器入口蒸汽10作为引射流体，当吹灰器5所需温度较高时选取高温再热器入口蒸汽11或出口蒸汽12作为引射流体。

所述喷射器7是可以通过高压流体引射低压流体而不消耗机械能的装置。高压流体和低压流体在混合后可以获得压力、温度适中的蒸汽，通过优化喷射器的结构可通过小流量的高压蒸汽引射大流量的低压蒸汽，从而大大减少了末级过热的蒸汽用量，提高机组经济性。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置，根据吹灰器汽源4的参数要求，通过喷射器7的引射作用将末级过热器入口蒸汽1与低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11或高温再热器出口蒸汽12的一股蒸汽均匀混合，根据运行情况灵活选择低温再热器入口、高温再热器入口蒸汽或高温再热器出口的任意一股再热蒸汽，在保证混合后的蒸汽参数符合蒸汽吹灰器的汽源参数要求的前提下，尽量采用相对低品位的蒸汽。

2、现有技术将末级过热器入口的高品质蒸汽通过减温减压等节流措施后作为吹灰器的汽源，高品质蒸汽的压力和温度都很高，吹灰器要求的蒸汽参数较低，节流前后的压差较大，因此会产生很大的不可逆节流损失。本发明提供的一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置，通过高低压蒸汽的混合获取合适的吹灰蒸汽参数，避免了现有技术中高品质蒸汽因减温减压产生的节流损失，有效提高了机组的经济性。

3、现有技术中由于减温减压站3的前后压差较大，调节阀前后的压差幅度达14～15MPa，对调节阀阀笼、阀芯造成严重汽蚀、冲刷，由于吹灰过程中需要不断投停吹灰器5，对减温减压站3的调节阀造成严重损耗，本发明提供的一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置，通过喷射器将高低压蒸汽混合，而喷射器是一种能量转换装置，不会因为节流效应对设备产生冲蚀作用，从而显著降低了设备的维护费用。

4、本发明提供的喷射器装置采用少量的末级过热器入口蒸汽作为工作流体，大量的再热器蒸汽等低品位蒸汽作为引射流体，能够实现能量的梯级利用，具有显著的节能减排效果，而现有技术采用减温减压站的设备投资较大，本发明喷射器的结构简单、成本低、易安装和维护。

附图说明

图1为现有技术吹灰器汽源的系统示意图；

图2为本发明一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置的系统示意图；

图3为本发明喷射器的结构图。

图中，1-末级过热器入口蒸汽；2-末级过热器；3-减温减压站；4-吹灰器汽源；5-吹灰器；6-锅炉；7-喷射器；8-低温再热器；9-高温再热器；10-低温再热器入口蒸汽；11-高温再热器入口蒸汽；12-高温再热器出口蒸汽；13-高压喷嘴；14-低压喷嘴；15-混合腔；16-混合腔喉部；17-混合腔扩压段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，以某亚临界600MW机组为例，现有技术采用末级过热器2入口的高品质蒸汽1作为吹灰器汽源4，但是末级过热器入口蒸汽1的压力、温度参数(17.5MPa，392℃)都很高，而吹灰器要求的蒸汽参数(3MPa，380℃)较低，因此，通过减温减压站3的节流作用降低蒸汽参数，从而达到吹灰器汽源4的要求，减温减压后的蒸汽通入吹灰器5，通过吹灰器5清除锅炉受热面上的积灰，而减温减压前后的压差高达16MPa，很明显，现有技术采用的吹灰器汽源存在很大的节流损失。

如图2和图3所示，本发明提供的一种利用小流量末级过热蒸汽的吹灰器汽源装置，包括末级过热器入口蒸汽1、末级过热器2、吹灰器汽源4、吹灰器5、锅炉6、喷射器7、低温再热器8、高温再热器9、低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11、高温再热器出口蒸汽12，其特征在于：所述喷射器7由高压喷嘴13、低压喷嘴14、混合腔15、混合腔喉部16、扩压段17组成，所述末级过热器入口蒸汽1作为工作流体从高压喷嘴13引入，所述低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11或高温再热器出口蒸汽12作为引射流体从低压喷嘴14引射入混合腔15，经过喷射器7的混合和增压作用后，最终从扩压管17中喷出的混合蒸汽作为蒸汽吹灰器汽源4。

如图3所示，本发明提供的喷射器结构图，喷射器7的工作原理是：

1、末级过热器入口蒸汽1流入高压喷嘴13进行绝热膨胀，将蒸汽的热能和势能转化为动能，随着蒸汽压力的不断降低流速也随之增大，在高压喷嘴13的出口处的压力达到最低值，此时，工作流体的压力小于引射流体的压力，因此，低温再热器入口蒸汽10、高温再热器入口蒸汽11或高温再热器出口蒸汽12可以通过低压喷嘴14被吸入混合腔15。

2、工作流体1和引射流体在混合腔15内剧烈混合，实现动量和能量交换，混合流体的压力和温度在混合腔喉部16的出口处达到均匀状态。

3、压力和温度均匀的混合流体在扩压段17中继续绝热压缩，流体的动能转化为势能和热能，因此混合流体的压力和温度经过扩压段17的升压、升温过程后最终得到符合吹灰器汽源4参数要求的混合蒸汽。

表1列出了某亚临界600MW电厂低负荷运行情况下各蒸汽的参数，采用末级过热器入口蒸汽作1为喷射器7的工作流体，引射流体可根据汽源参数的要求选择相应的再热器蒸汽，若汽源的参数要求较低，则选用低温再热器入口蒸汽10作为引射流体，若汽源的参数要求较高，则依次选用高温再热器入口蒸汽11或出口蒸汽12。

该蒸汽吹灰系统的汽源参数要求是压力大于3MPa，温度380℃-400℃，如表1所示，机组低负荷运行时三种再热器的压力参数均低于所述吹灰器汽源4的参数要求。因此，利用本发明喷射器采用少量的末级过热器蒸汽引射大量的再热蒸汽，混合后获得压力温度较为合适的蒸汽参数，避免了单独采用末级过热器入口蒸汽1作为汽源时产生的节流损失，同时充分利用了再热器进出口的低品位蒸汽，具有显著的节能减排效果。

本发明选取末级过热器入口蒸汽1作为工作流体从高压喷嘴13流入，选取再热器蒸汽作为引射流体通过低压喷嘴14引射入混合腔15，通过优化设计喷射器7的结构参数，使混合后的蒸汽压力和温度均达到吹灰器汽源4的参数要求。本发明喷射器在实际的运行过程中效果良好，达到了预期的目的。