660M超临界锅炉暖风器疏水系统节能优化.doc

660MW超临界锅炉暖风器疏水系统节能优化 呼博 郝春元 谷军生 (河北国华定洲发电有限责任公司，河北 定州 073000) 摘要：本文讨论了锅炉暖风器水侧和汽侧调节的优劣，同时介绍了对暖风器疏水系统的设计优化，将暖风器的疏水改造为回收至凝汽器，在设计和应用上使暖风器疏水的回收利用更趋于合理，从而达到节能降耗、提高电厂经济效益的目的。 关键词：暖风器 疏水 设计优化 1 概述 电站锅炉暖风器一般是在我国北方电厂普遍使用，运行方式基本是冬季投运，夏季解列。目前国内电站锅炉使用的暖风器大多是利用蒸汽作为热源来加热空气，目的是提高锅炉空气预热器一、二次风的进风温度，避免空气预热器冷端换热元件发生低温腐蚀，防止换热元件表面因积灰、结垢，造成空预器堵灰，导致烟风系统阻力的增加。在实际运行中暖风器及其疏水系统存在着较多的问题，对电厂的节能减排、设备投入率以及补给水率等指标有一定影响。特别是疏水系统，一旦出现故障，大量疏水无法回收，造成除盐水和热量的很大浪费。同时疏水系统的问题还可能引起由于疏水不畅导致汽水共存，出现暖风器内部水击撞管产生机械振动及腐蚀，从而发生暖风器开裂、泄漏等事故。 定洲电厂一期暖风器系统调节方式是利用蒸汽侧进行控制调节，疏水方式选择了高压疏水，即通过疏水泵将暖风器疏水回收至除氧器。二期工程是利用控制疏水进行调节，疏水方式选择了低压疏水，即直排至凝汽器热井。本文将针对定洲电厂一期暖风器系统在实际运行过程中的经验教训进行总结分析，在二期工程中对暖风器及其疏水系统的优化改造前后效果的对比，为电厂节能减排工作，提高电厂经济效益做出了有益的尝试。 2 暖风器主要技术参数 2.1 用汽参数 暖风器由辅助蒸汽供汽，额定压力：1.037 MPa，工作温度378.4 ℃；最大压力：1.173 MPa，工作温度378.4℃。 2.2 风温控制要求 为防止空气预热器冷端低温腐蚀，要求控制空气预热器冷端综合温度（即烟气出口温度+空气入口温度）在任何工况下等于148±2 ℃。 2.3 暖风器选型要求 暖风器换热面积选择一般按将入口冷风从-8℃加热到35℃考虑，并考虑1.2倍的裕量。 3 暖风器疏水调节方式的比较 目前在暖风器的调节一般有水侧调节或者汽侧调节两种方式，实质上是选择“调汽”还是“调水”来控制暖风器一、二次风温的问题。调节阀前置为调汽，通过控制暖风器的供汽量达到调节一、二次风温的目的；调节阀后置是调水，通过控制暖风器中凝结水水位实现调节一、二次风温的目的。 3.1 暖风器调节的基本原理 蒸汽侧调节的暖风器传热管内蒸汽压力小于汽源压力，相应的蒸汽饱和温度也有所降低，为满足调节阀的调节性能，一般阀座通径选得较小，在暖风器设计工况下，调节阀全开，阀前后的压差大约为0.1MPa，相应的蒸汽饱和温度降低约 6℃，使得传热能力减弱。换言之，蒸汽侧调节实际上是将汽源蒸汽人为节流，造成了热能损失后再进行传热过程，由此带来的损失是在相同换热量前提下增大受热面积。 一般传统暖风器的来汽门开度是根据暖风器冷端综合温度来调整的，暖风器疏水量比较大时，将疏水旁路门打开，加大蒸汽流量，避免在内部产生水击。由于是依靠蒸汽侧调节暖风器蒸汽流量，因此暖风器内部积水不能及时疏尽，这些水过冷后又与热的蒸汽进行热交换，反复混合，就会造成的水击现象。 3.2 疏水侧调节和蒸汽侧调节的优劣对比 3.2.1 调节范围比较： 蒸汽侧调节的范围是：暖风器内的蒸汽压力（进汽压力—调节阀全开压降）：0.75～0.1MPa；进汽温度：约260℃。 疏水侧调节的范围是：暖风器内的蒸汽压力等于气源压力；温度范围：蒸汽进汽温度至暖风器疏水温度。由于疏水侧调节使得暖风器内的疏水温度理论上可以接近出风温度，即暖风器的出力调节范围可以达到0～100%。而对于蒸汽侧调节而言，暖风器的疏水温度很难低于蒸汽饱和温度，所以疏水侧调节的范围大于蒸汽侧调节。这一点使得疏水侧调节能实现空预器冷端腐蚀所要求的高于环境温度的任意锅炉进风温度数值。 3.2.2 热能利用率的比较 对于蒸汽侧调节，暖风器的疏水温度为相应工作压力下的饱和温度，而疏水侧调节理论 图1：暖风器自动控制PI系统图 上可以使暖风器的疏水温度最低接近暖风器出风温度，大大低于相应工作压力下的蒸汽饱和温度。由于进汽热源相同，疏水温度低则意味着单位工质的放热量大，所以疏水侧调节使得暖风器的热能利用率高，一般可使暖风器蒸汽消耗量减少10%以上。 3.2.3 蒸汽参数选择余地的比较 蒸汽侧调节主要通过蒸汽压力的变化实现调节功能，所以对蒸汽压力的要求较高，如果压力过低就满足不了调节阀调节的要求；疏水侧调节同蒸汽压力无关，蒸汽压力只需要满足疏水系统流动的动力要求。 以下图表是上海发电设备成套设计研究院提供的随着环境温度的变化，暖风器温升、疏水温度