简析热力发电厂回热加热系统

赵曰刚

（枣庄市山亭区翼云热力有限公司 277200）

1 热回收对火电厂热经济性的影响

首先，回热系统基本连接方式有：①混合加热器用作除气器，再生加热器分为高压加热器组和低压加热器组；②将高压加热器逐步排入脱氧器；③将低压加热器逐步排入冷凝器热井或最后阶段或第二级加热器使用排水泵将水泵入加热器出口水管。再生热的热经济性与再生参数，再生系统的连接方式排列损失，与汽轮机组的相关设计方案和参数不可分离；因此，应该进行集成和集成优化，有数百个程序，需要通过计算机进行优化；现代大型蒸汽轮机，设计和制造部门进行了优化，不仅可以确定热经济节能，还可以确定钢铁价格或成本。

2 热回收系统加热器的类型及其选择

2.1 循环回热

再生循环是指由再生加热器，再生提取管，水管，疏水管等组成的加热系统。根据蒸汽和水的接触，加热器的类型分为混合加热器和表面加热器。金属壁表面的传热表面的布置分为：立式加热器与卧式加热器。

混合加热器是指加热后的蒸汽与加热器中的水直接接触，完成热交换，从而提高水温，混合加热器的结构按照安排划分：卧式和立式。在结构设计方面，水蒸气的接触面积尽可能大，热交换时间尽可能长。因此，水被细雾化并且薄膜，反向流动和多层横向冲洗，目的是增加传热量，使出水温度达到加热器蒸汽压力的饱和温度。基于减温器的混合加热器称为除氧器，在加热或冷凝过程中由混合加热器分离的不可冷凝气体和部分残余蒸汽被引入冷凝器或专用冷却器。在非重力混合加热器和除氧器中，应在出口处安装一定体积的集水箱，以确保泵的安全可靠运行。

2.2 混合加热器

可以在阶段的加热器的压力下将给水加热到饱和温度。由于蒸汽和水直接混合，蒸汽的能量得到充分利用，并且热经济性高于表面类型。由于蒸汽和水的直接混合，没有金属传热表面，结构简单，金属消耗小，成本低。收集各种参数的蒸汽和水流很方便，例如：疏水，补充水，扩容蒸汽等，同时可以兼作除氧设备使用。全部由混合式加热器组成的系统：安全可靠性低，系统投资大。

3 表面加热器热回收方法分析

疏水收集是指将疏水物收集和收集到系统的主要水流（主要或主要冷凝物）中。疏水收集方式分为：疏水逐步自流模式和疏水泵模式：①疏水逐级自流方式。通过使用相邻表面加热器的蒸汽侧上的压差，疏水性自流入低压加热器的较高压力从阶段流向主流；②疏水泵方式。由于表面侧加热器侧压力远小于水侧压力，疏水性必须通过疏水泵与水侧的主要水流相结合，疏水泵通常位于加热器的出口水流中。由于此入口处的温差最小，因混合引起的额外冷源损失很小。采用疏水泵方式，在疏水性与主水流混合之后，末端差异减小热经济性增加。采用疏水逐级自流方式，在较高水平的蒸汽提取量增加，在较低水平提取的蒸汽量减少，并且热经济性降低。

设置的疏水冷却器目的在于，减少由疏水性自流和排出低压蒸汽提取引起的额外冷源热损失或由于疏水压降引起的热能焓引起的热损失；减少节流后蒸汽产生两相流的可能性。

4 供水脱水及其经济分析

4.1 除氧的必要性

给水由主冷凝水和补给水组成，水溶解氧气和二氧化碳等气体。这些气体易与金属发生化学反应，导致金属表面腐蚀并影响发电厂的安全运行。非冷凝气体会使传热恶化，增加热阻，降低机组热经济性。

4.2 除氧方法

第一，化学除氧法。向水中加入化学物质，使水中的溶解氧发生溶解反应，形成非腐蚀性的稳定化合物。为了达到脱氧的目的，但不去除其他气体，并且生产盐很昂贵，很少使用发电厂。现在通常在给水中加入联胺N2H4，既可以除去氧气又可以提高给水的pH值，同时具有钝化钢铜表面的优点。此外，可以向水中加入气态氧或过氧化氢，以在金属表面上形成稳定的钝化膜。或同时加氧和联胺的方法。当水面上的气体压力大于溶解在水中的气体压力时，原始平衡被破坏，并且更多的气体溶解在水面上的水中。相反，更多的这种气体从水中逸出，直到建立新的平衡。

4.3 热物理脱氧原理和确保除氧效果的措施

当除氧器中的水通过恒定压力加热时，随着温度升高，水蒸发过程加深。水面上水蒸气的分压逐渐增加，溶解在水中的其他气体的分压逐渐降低。当在除氧器的工作压力下将水加热到饱和温度时，当水蒸气的分压接近或等于水面上的气体的全压时，然后水面上其他气体的分压趋于零，水不含其他气体。因此，除氧器不仅可以去除氧气，还可以去除其他气体。确保热脱气应达到以下几点基本条件：①应将水加热至除氧器工作压力的饱和温度；②必须及时排出从水中逸出的气体，以确保液体表面上的氧气和其他气体的分压保持在零或最小；③贫氧水和加热蒸汽应有足够的接触面积，蒸汽和水应沿相反方向流动，以确保较大的不平衡压差。

除氧器的自生沸腾指的是如果计算出的加热蒸汽量为零或为负，则计算除氧器的热功率，说明没有必要恢复热量。当除氧器自发沸腾时，再生提取管上的止回阀关闭，破坏苏打的反向流动。废气损失大，热损失大，除氧效果恶化，并且除氧器的安全性也受到威胁。为防止除氧器的自生沸腾应做到：①将放热物流如：来自污水膨胀容器的蒸汽或高疏水性被引导到其中；②设置高附加疏水冷却器，在将其引入脱气器之前降低疏水焓值。

4.4 除氧器运行方式及经济性和安全性分析

除氧器的运行方式主要分为定压运行与滑压运行两种：①定压运行。将除氧器的工作压力保持在一定值，因此在除氧器入口管上安装压力调节器。高压的再生提取减少到固定值，导致提取和节流的损失。同时，在低负荷时，切换到更高压力的再生提取，此时的节流损失更大。常用于中小型机组上；②滑压运行。当在滑动压力操作范围内运行时，压力随着主负载的波动和提取压力而变化。在启动时，除氧器保持最小恒定压力，并且在抽取管上仅有一个止回阀以防止蒸汽流回涡轮机。没有压力调节阀和它们引起的额外节流损失。它比恒压除氧器更经济。

除氧器的滑压运行时，除氧器中的压力，水箱中的水温和进水泵的进水温度将根据随机组负荷而变化。在额定条件下运行时，滑动压力除氧器和恒压除氧器的出口水温为饱和水温。其次，当单元负荷变化时，会对除氧器效果和进料泵的安全运行产生不利影响。为此，当控制负载的上升速度，一般在每分钟5%以内，以确保除氧效果。其次当单位负荷突然升高时，进料罐中的水温滞后于压力变化，并且加热的蒸汽被引入再沸器管中。直接加热水箱中的水使水温的变化随压力的变化而保持，可以大大提高除氧效果。

当负载突然下降时，随着除氧器压力下降，脱气水箱中的水从饱和状态变为过饱和状态，引起闪烁现象。由于水的重新沸腾，脱气效果更好，水温也降低，但此时，连接到水箱水管的给水泵入口处的水温不会立即降低随着脱气器的压力突然下降，进料泵入口处的压力下降。然后发生空化，这将严重影响进料泵的安全运行。为此，首先，在瞬态过程中，泵中的最低压头大于对应于泵中水温的汽化头，并且泵不会产生气穴现象。增加除氧器的安装高度可增加除氧器的富油头，防止泵出现气穴现象；低速前泵和变速进料泵，为减少泵吸入管路中的压降，减少管道上不必要的弯头，控制装置和水平管道长度；其次，汽化压痕曲线的滞后时间缩短，与最低压头曲线不一致，在瞬态过程中减慢除氧器压头曲线的曲线。