一种火力发电机组排汽缸节能补水装置制造方法
【专利摘要】一种火力发电机组排汽缸节能补水装置，包括补水箱和设在发电机组排汽缸喉部内的间隔布置的若干层补水雾化喷嘴组系统，每层补水雾化喷嘴组系统由加装在发电机组排汽缸四周补水管以及设在排汽缸四周补水管道上的若干雾化喷嘴组成，加装化学补水管与补水箱相连通；沿排汽缸喉部的蒸汽流动方向蒸汽与若干层补水雾化喷嘴组中雾化喷嘴所喷出的水蒸气由逆流接触变为顺流接触。该装置能够实现排汽缸内真空除氧的要求，有效降低了发电机组凝结水内的溶氧量，同时强化了热交换，降低了发电机组汽轮机的尾部排汽温度，从而达到提高发电机组的真空，使发电机组煤耗大大降低，回热经济性明显提高。
【专利说明】一种火力发电机组排汽缸节能补水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于火力发电领域，具体涉及一种火力发电机组排汽缸节能补水装置。
【背景技术】
[0002]火力发电机组凝结水溶氧指标超标直接影响到发电机组的经济性和安全性，加之目前大量的直接空冷机组在我国北方地区的投运，节水节能的研宄显得极为重要，从目前国内发电机组运行情况来看，大部分机组凝结水的溶氧普遍都超过了 100 μ g/L的范围，超过了电力技术监督有关规定，超高压机组凝结水溶氧量小于或者等于40 μ g/L,亚临界发电机组凝结水溶氧量应小于或者等于30 μ g/L,经过我们大量的分析研宄，而造成这一原因的主要问题就是发电机组排汽缸喉部设计补水系统不合理引起的，导致凝结水补水含氧量接近饱和，直接补入凝汽器内凝结水溶氧超标，凝结水溶氧超标主要危害如下:
[0003]1、缩短设备寿命
[0004]发电机组普遍采用回热循环，当含氧量较高时会对回热系统设备产生严重的腐蚀，缩短设备的运行寿命，同时凝结水溶氧量超标，加快了汽轮机叶片的结垢速度，降低了汽轮机运行效率，影响机组的安全运行。
[0005]2、降低回热设备的换热效率
[0006]回热系统采用表面式换热器，当设备的腐蚀产物附着在换热表面时，形成疏松的附着层，同时凝结水溶氧过高，会在换热器表面形成一层薄膜，增大了换热组，降低了循环热效率。
[0007]3、影响系统真空
[0008]凝汽器设备运行时处于高度真空状态，过多的空气漏入会造成机组真空的降低，增加凝汽器内空气的聚集量，加重抽真空系统的负担，使凝汽器的凝结气体不能及时抽出，进一步增加凝汽器内空气的聚集量，结果使蒸汽的放热系数大幅度降低，从而降低凝汽器的换热效率，提高凝汽器的运行压力，降低机组的热效率，增加了电厂用电。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于提供一种火力发电机组排汽缸节能补水装置，该装置能够使凝结水溶氧含量有效降低，强化了热交换，降低了排汽温度，提高了机组运行真空值。
[0010]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:包括补水箱和设在发电机组排汽缸喉部内的若干层补水雾化喷嘴组系统，若干层补水雾化喷嘴组系统沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向间隔布置，每层补水雾化喷嘴组系统由加装在发电机组排汽缸喉部四周的化学补水管以及设在加装化学补水管上的若干雾化喷嘴组成，且加装化学补水管与补水箱相连通；沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向，蒸汽与若干层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽从逆流接触转变为顺流相汇合接触，从而起到快速冷却发电机组汽轮机排汽缸乏汽的作用，使发电机组排汽缸排气温度比原来大幅度降低。
[0011]第一层补水雾化喷嘴组系统和最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出水蒸汽的夹角为45°?90°，且第一层补水雾化喷嘴组系统中的雾化喷嘴所喷出的水蒸汽与发电机组排汽缸喉部的蒸汽逆流接触；最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽流与发电机组排汽缸喉部的蒸汽顺流接触。
[0012]所述的第一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组汽轮机排汽缸喉部的水平线向上45° ;最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组排汽缸喉部的水平线向下45°，该水平线与发电机组排汽缸所排出的蒸汽流动方向垂直。
[0013]所述的若干层补水雾化喷嘴组系统由第一、二层雾化补水喷嘴组系统组成。
[0014]所述的若干层补水雾化喷嘴组系统还包括第三层补水雾化喷嘴组系统。
[0015]所述的补水箱与第一、二层补水雾化喷嘴组系统之间设有第一化学补水阀。
[0016]所述的补水箱与第一、二层补水雾化喷嘴组系统之间还设有与第一化学补水阀相并连的补水旁路阀门。
[0017]所述的补水箱与第三层补水雾化喷嘴组系统之间还设有第二化学补水阀。
[0018]所述的雾化喷嘴采用不锈钢制成的空心锥扇形喷嘴或旋流雾化喷嘴。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0020]本使用新型在排汽缸喉部内设有若干层补水雾化喷嘴组系统，该系统由化学补水管以及设在发电机组排汽缸四周化学补水管上的若干雾化喷嘴组成，且化学补水管与补水箱相连通，这样通过补水箱提供的水经雾化喷嘴精细雾化，雾化后的水蒸汽能够充分将补水系统内的溶氧析出，实现真空除氧的要求，有效降低了凝结水的含氧量，同时由于雾化后的水蒸汽与发电机组的乏汽接触面积增大，强化了热交换，从而降低了发电机组汽轮机的排汽温度，有效的提高了发电机组真空，使发电机组煤耗大大降低，热经济性明显提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的整体示意图；
[0022]其中，1、补水箱，2、第一层补水雾化喷嘴组系统，3、第二层补水雾化喷嘴组系统，4、第三层补水雾化喷嘴组系统，5、抽空气管道，6、系统疏水管道，7、凝结泵，8、第一化学补水阀，9、第二化学补水阀，10、补水旁路，11、发电机组汽轮机低压缸。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0024]参见图1，本实用新型包括补水箱I和设在发电机组排汽缸喉部内的若干层补水雾化喷嘴组系统；发电机组排汽缸喉部位于发电机组低压缸11的排汽口，若干层补水雾化喷嘴组系统沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向间隔布置，每层补水雾化喷嘴组系统由加装在发电机组排汽缸喉部四周的化学补水管以及设在加装化学补水管上的若干雾化喷嘴组成，化学补水管与补水箱I相连通；沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向，蒸汽与若干层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽从逆流接触转变为顺流相汇合接触，从而起到快速冷却发电机组汽轮机排汽缸乏汽的作用，使发电机组排汽缸排气温度比原来大幅度降低。排汽缸喉部的底部设有凝结泵7，排汽缸喉部的侧壁设有系统疏水管道6。
[0025]第一层补水雾化喷嘴组系统和最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出水蒸汽的夹角为45°?90°，且第一层补水雾化喷嘴组系统中的雾化喷嘴所喷出的水蒸汽与发电机组排汽缸喉部的蒸汽逆流接触；最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽流与发电机组排汽缸喉部的蒸汽顺流接触。第一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组汽轮机排汽缸喉部的水平线向上45° ;最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组排汽缸喉部的水平线向下45°，第一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气与最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气方向关于水平线镜像对称，该水平线与发电机组排汽缸所排出的蒸汽流动方向垂直。
[0026]若干层补水雾化喷嘴组系统设在发电机组排汽缸喉部内能够将雾化喷嘴喷出的水蒸汽加热到排汽缸的工作压力所对应的饱和温度的位置处，能够将雾化喷嘴喷出的水蒸汽加热到工作压力所对应的饱和温度的位置位于抽空气管道5与发电机组排汽缸喉部相连通的位置之间；能够将雾化喷嘴喷出的水蒸汽加热到工作压力所对应的饱和温度的位置在排汽缸喉标高7-9米处，也可以根据不同发电机组灵活设计安装高度。
[0027]进一步，若干层补水雾化喷嘴组系统由第一、二、三层补水雾化喷嘴组系统2，3，4组成。补水箱I与第一、二层补水雾化喷嘴组系统2，3之间设有第一化学补水阀8，补水箱I与第一、二层补水雾化喷嘴组系统2，3之间还设有与第一化学补水阀8相并连的补水旁路阀门10，补水箱I与第三层补水雾化喷嘴组系统4之间还设有第二化学补水阀9。每层具体设计布置的喷嘴数目根据发电机组实际补水情况设计，其中第二、三层补水雾化喷嘴组属于机组正常的补水回路，该实用性技术设计的第三雾化补水喷嘴组作为机组补水量增大时的备用回路。
[0028]本实用新型排汽缸喉部的若干层补水雾化喷嘴组系统中的第一、二、三补水雾化喷嘴组2，3，4的设计方式如下:能够将雾化喷嘴喷出的水蒸汽加热到工作压力所对应的饱和温度的位置在排汽缸喉标高7-9米。其中，第一补水雾化喷嘴组系统2位于排汽缸喉部标高9米处，且第一补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽与发电机组排汽缸喉部中蒸汽逆流接触；发电机组排汽缸喉部中蒸汽与第一补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽流的夹角为45°?90°，优选为45° ;第二补水雾化喷嘴组系统3位于排汽缸喉部标高8米处，第二补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽流与排汽缸喉部中蒸汽流动方向垂直，且排汽缸喉部中蒸汽与第二补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽流的夹角为90° ;第三补水雾化喷嘴组系统4位于排汽缸喉部标高7米处，第三补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽与发电机组排汽缸喉部中蒸汽顺流接触，且发电机组排汽缸喉部中蒸汽与第一补水雾化喷嘴组系统2中的雾化喷嘴喷出的水蒸汽流的为45°?90°，优选为45°。这些部位具备热力除氧的三个条件:必须将水蒸汽加热到工作压力下的饱和温度，汽水两者之间必须有充分的接触面积，必须及时排出析出的氧气。由补水箱I提供的化学补水经过我们装置的雾化喷头雾化后可充分利用乏汽进行除氧，汽源充足，且此设计补水位置高处落差大，汽水有充分的接触加热时间，能够保证加热到饱和温度，同时距离真空抽气口流程较长，析出的气体可以很容易的被真空泵从抽气管道排到大气中。另外，第一补水雾化喷嘴组2的雾化喷嘴数目为120个，每一边布置30个3.0L/min的雾化喷嘴(排汽缸喉部为四边形的前提下)，第二补水雾化喷嘴组3的雾化喷嘴数目为160个，每一边布置40个3.0L/min的雾化喷嘴(排汽缸喉部为四边形的前提下)，第一、二补水雾化喷嘴组是为了满足发电机组正常运行补水，第三补水雾化喷嘴组4的雾化喷嘴数目为160个，每一边布置40个5.0L/min的雾化喷嘴，第三补水雾化喷嘴组是作为发电机组备用补水，在机组供热情况下补水量增大时使用。
[0029]雾化喷嘴用为小流量的空心锥扇形喷嘴，喷嘴的材质为lCrl8Ni9Ti，通过对多喷嘴集管(即第一、二、三补水雾化喷嘴组)的相邻喷雾之间合理的叠加排序，形成整个喷雾断面上喷射均匀的效果，传热传质充分，且有利于气体的析出。本实用新型设计参数是，补水工作压力:0.5-1.0MPa，补水温度:30°C，补水量:30_150t/h (根据机组实际情况可以调整补水量)。
[0030]本实用新型改变了发电机组原设计补水的不合理性，即将原化学补水管在DN159mm、l.5米长的管段上开满Φ 1mm的孔的补水方式，设计改为旋流雾化喷嘴，一方面可以起到将补水雾化后在排汽缸喉部可以快速冷却发电机组的乏汽，发电机组喉部排温度降低，强化了热交换降低了排汽温度改善了机组真空回热经济性明显提高，可使机组真空提高l_4kpa ;同时凝结水补水经喷嘴雾化补水到排汽装置后实现真空除氧的要求有效降低了补水的含氧量，从而使凝结水溶氧含量有效降低其凝结水溶氧含量已达到国标GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》新标准的要求。
[0031]凝结水补水经本实用新型喷嘴雾化补水到排汽装置后实现真空除氧的要求有效降低了补水的含氧量，从而使凝结水溶氧含量有效降低其凝结水溶氧含量已达到国标GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》新标准的要求。
[0032]最后，本实用新型在补水管I的出口还布置了并联的第一、二流量控制装置，且第一、二流量控制装置均由水泵以及布置在水泵进口的进口阀门和布置在水泵出口的出口阀门组成。
[0033]本实用新型的投运方法如下:
[0034]1、机组正常运行时可开启第一化学补水阀，补水箱I中的系统补水可通过第一、二补水雾化喷嘴组系统2，3的雾化喷嘴将水雾化后与发电机组排汽缸喉部需冷却的乏汽相汇合，使发电机组部分乏汽得到冷却，其对应的排汽缸温度也相应降低，机组真空由于排汽缸温度降低而提高，机组的经济运行效益也大幅度提高。另外，如果第一化学补水阀出现故障，可开启备用的补水旁路。
[0035]2、如果在开启第一化学补水阀回路时不能满足机组的正常运行补水，可开启第二化学补水阀9回路，根据机组运行的需求，调整该回路的补水量。该节能补水装置的经济效益。
[0036]凝结水补水经喷嘴雾化补水到排汽装置后，实现真空除氧的要求，有效降低了补水的含氧量。凝结水的过冷度也有所降低，冬季最低可控制到2°C，从而使凝结水溶氧含量有效降低，其凝结水溶氧含量已达到国标GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》新标准的要求。另外，由于雾化的水强化了热交换，降低了排汽温度，改善了机组真空，回热经济性明显提高。本实用新型的发电机组排汽缸喉部节能补水装置投运后，根据热工理论等效焓降法，该设计技术方案使发电机组排出的乏汽会迅速冷却，从而提高机组真空和回热经济性，同时使进入除氧器的水温提高，含氧量降低，提高除氧器除氧效率。采用该装置后，煤耗可下降2.5克/千瓦时左右，经济效益可观。
【权利要求】
1.一种火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:包括补水箱(I)和设在发电机组排汽缸喉部内的若干层补水雾化喷嘴组系统，若干层补水雾化喷嘴组系统沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向间隔布置，每层补水雾化喷嘴组系统由加装在发电机组排汽缸喉部四周的化学补水管以及设在加装化学补水管上的若干雾化喷嘴组成，且加装化学补水管与补水箱(I)相连通；沿发电机组排汽缸喉部的蒸汽流动方向，蒸汽与若干层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽从逆流接触转变为顺流相汇合接触，从而起到快速冷却发电机组汽轮机排汽缸乏汽的作用，使发电机组排汽缸排气温度比原来大幅度降低。
2.根据权利要求1所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:第一层补水雾化喷嘴组系统和最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出水蒸汽的夹角为45°?90°，且第一层补水雾化喷嘴组系统中的雾化喷嘴所喷出的水蒸汽与发电机组排汽缸喉部的蒸汽逆流接触；最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸汽流与发电机组排汽缸喉部的蒸汽顺流接触。
3.根据权利要求1或2所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的第一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组汽轮机排汽缸喉部的水平线向上45° ;最后一层补水雾化喷嘴组系统中雾化喷嘴所喷出的水蒸气位于发电机组排汽缸喉部的水平线向下45°，该水平线与发电机组排汽缸所排出的蒸汽流动方向垂直。
4.根据权利要求1或2所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的若干层补水雾化喷嘴组系统由第一、二层雾化补水喷嘴组系统(2，3)组成。
5.根据权利要求4所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的若干层补水雾化喷嘴组系统还包括第三层补水雾化喷嘴组系统(4)。
6.根据权利要求5所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的补水箱(I)与第一、二层补水雾化喷嘴组系统(2，3)之间设有第一化学补水阀(8)。
7.根据权利要求6所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的补水箱(I)与第一、二层补水雾化喷嘴组系统(2，3)之间还设有与第一化学补水阀(8)相并连的补水旁路阀门(10)。
8.根据权利要求5所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的补水箱(I)与第三层补水雾化喷嘴组系统(4)之间还设有第二化学补水阀(9)。
9.根据权利要求1所述的火力发电机组排汽缸节能补水装置，其特征在于:所述的雾化喷嘴采用不锈钢制成的空心锥扇形喷嘴或旋流雾化喷嘴。
【文档编号】F01D25/30GK204225935SQ201420633289
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】殷进军, 赵亚梅 申请人:西安亨特电力科技有限公司