燃煤机组定排乏汽回收系统可行性研究

却燕平，宁玉琴

(华电电力科学研究院有限公司，杭州 310030)

0 引言

电站锅炉汽水系统配备的定排扩容器、除氧器及其他疏水扩容器在运行中产生大量的低压蒸汽、闪蒸汽向外排放，造成极大的工质损失和能源浪费。如能将此类乏汽进行合理回收利用，经济价值将非常明显。目前，应用较多的是将定排扩容器的排汽引入凝汽器进行回收，虽然这种方式可以有效回收工质，但是定排扩容器的热能却未能得到有效利用，增加了凝汽器的热负荷，进而影响其真空度[1-3]。

近年来，喷射吸收技术由于可以获得较低的压力在抽真空系统中得到了广泛应用。本文通过将射水抽气器引入定排乏汽回收系统，达到将低压扩容器乏汽和低温凝结水直接混合，实现回收工质和热能的目的。该系统简单可靠，相关部件成熟且易于维修管理。本文以某电厂300 MW机组为例，对喷射式热泵技术应用于定排乏汽系统的节能效果进行理论计算，以期为定排扩容器乏汽的高效再利用提供科学依据。

1 机组概况

某电厂现有3台机组(#3，#4，#5机组)，其中#3机组为125 MW机组，长期处于停备状态；#4，#5机组为300 MW循环流化床机组，一般处于运行状态。在#4，#5机组运行时，每台锅炉连续排污扩容器的疏水直接连接至定排扩容器，锅炉定期排污每天不少于2次，排污时间不超过1 min。实际运行过程中，锅炉定排阀门由于动作频繁且阀门两侧压差较大，即使阀门在锅炉检修时修得再好，在运行一段时间后都会出现严重内漏，此问题在大多数电厂都无法彻底解决，实际定排排汽管有1～3 t/h的蒸汽排放到大气之中。

2 喷射式加热器原理

射水抽气器在火电凝汽器抽真空系统应用广泛，其基本原理是利用文丘里管将工作水的压力能转变成速度能射出，在混合室内形成高度真空，使气、汽混合物被吸入混合室进入扩压管而降低流速，最后在扩压管出口其压力升至略高于大气压力排出。喷射式加热器就是充分利用射水抽气器抽吸低压气体，同时在混合扩压管后设置集液分离罐，实现汽水的充分混合和不凝结气体的分离，再将液体加压到适当压力汇入低压加热器(以下简称低加)回热系统，达到抽吸混合分离加压目的的一种特殊加热器。相比表面式加热器，可以实现直接混合加热，不需要布置换热面，不需要汽体加压装置，非常适合小流量无压饱和乏汽的回收。

3 实施方案

初步设计采用低温凝结水补水作为工作水来回收利用定排乏汽，其工艺流程如图1所示。

系统的基本流程如下：凝结水进入位于乏汽回收装置上部的射水抽气器，同时定排扩容器乏汽也通过管道进入射水抽气器喉部，通过抽吸混合和冷凝使乏汽被完全回收。凝结水被加热到80 ℃以上后，进入乏汽回收装置下部的集液分离罐，在这里不凝气体自水中排出。经过加热的凝结水从装置底部出口加压送往#3低加入口，乏汽热能及凝水被回收利用。

乏汽的潜热取2 260 kJ/kg，水的定压比热容取4.18 kJ/kg，为保证混合后温度在80 ℃以上，根据能量守恒定律，乏汽和凝结水的流量比为1∶8～1∶9。

图1 乏汽回收流程Fig.1 Exhaust steam recovery process

4 节能效果分析

单台机组乏汽回收效益见表1。单台机组系统方案工程建设初步预算投资83万元，由表1可知：1套乏汽回收装置年产生效益76.44万元，2年内即可全部回收成本。

表1 乏汽回收效益分析Tab.1 Benefits analysis of exhaust steam recovery

5 结束语

该定排乏气余热回收系统，可以解决传统表面式换热器只能回收定排乏汽工质或者热量回收系统过于复杂的问题，系统投资少、简单可靠、经济可行。单台机组每年可以节约10 781 t水资源，回收28 771 GJ热能，每年回收的热能相当于981 t标准煤的发热量，具有一定的经济效益。同时，能够消除设备排汽现象，提高企业文明生产管理水平，减少对大气和周边环境的热污染，环境效益显著。