在锅炉连续排污的水循环系统中,汽包连续产生蒸汽,使炉水的含盐浓度逐渐提高。为保证炉水品质,常规的做法是设置一级连续排污扩容器,以控制汽包内炉水水质在允许范围内,从而保证锅炉蒸汽品质合格。由于排污水直接由汽包排出,压力较大、温度较高、流量较大(根据DL 5000-2000《火力发电厂设计技术规程》的规定,汽包锅炉正常排污率不得低于锅炉最大连续蒸发量的0.3%),如何充分利用这部分能量,是大型火电机组节能减排的重要研究课题之一。
问题提出:锅炉连续排污系统是让高压、高温的排污水通过压力较低的扩容器扩容蒸发,产生品质较好的扩容蒸汽,回收部分工质和热量;扩容器内尚未蒸发掉、含盐浓度高的排污水,可通过表面式排污水冷却器再回收部分热量。由于回收的扩容蒸汽是靠排污水的压降(能位贬值)产生,所以随着扩容器压力的降低,虽然回收工质的数量增多,但回收的热能质量(品位)降低。因此,回收工质数量和热能质量之间的矛盾,最终将反映到锅炉连续排污系统的实际热经济效益上,如何在能量与质量之间寻求平衡点是其经济运行的关键。
推荐方法:采用多级串联的连续排污系统是解决这一问题的有效措施之一。如在两级扩容系统中,锅炉连续排污水先进入高压扩容器,扩容未蒸发掉的排污水,再引入低压扩容器。扩容器的压力决定于所连接回热加热器的汽侧压力。当其他条件不变,而两级利用系统中低压扩容器的压力与传统一级连续排污扩容器压力相同时(即他们都引入相同的回热加热器中),则2个系统的工质回收数量基本相等,但在两级系统的热能回收中,高压扩容器蒸汽质量较高,且排挤的是压力较高的回热抽汽,因此两级利用系统可获得比传统一级利用系统更高的实际热经济效益。
应用实例:以某200 MW机组凝汽机组为例,采用一级扩容时将扩容蒸汽引入除氧器中;采用两级扩容时将高压扩容器扩容蒸汽引入2号高压加热器,低压扩容器扩容蒸汽引入除氧器。2个系统回收工质数量基本一致,但定量分析表明,与采用一级扩容器相比,采用两级扩容器,机组煤耗约降低0.02%,节能效益显著。
建议:对于工质损失较多,补水量大,锅炉汽包排污量相应较多,特别是采用直接汽网供热的机组,锅炉连续排污应优先考虑采用两级扩容器,以提高机组运行经济性。但锅炉连续排污系统采用高、低压两级扩容器的热经济性提高是以增加一级扩容器设备及管道为代价的,因此应对技术经济进行综合比较后合理选择。