汽机换热设备合理利用热能浅析

汽机换热设备合理利用热能浅析

李莎莎

国家电投山西铝业 山西省原平市 034100

摘要：在整个汽机运行中，换热设备扮演着重要角色，发挥着关键性作用；如果机组当中的设备发生运行异常情况，那么针对此时的换热设备而言，可以对其它辅助设备进行紧急联动，实施诸如断电等操作，以此来预防机组当中各设备发生更大安全隐患等，借此达到保护汽机系统运转安全的目的。本文结合实例，就汽机换热设备对热能进行合理化利用的具体策略作一探讨，望能为此领域应用研究提供一些借鉴。

关键词：汽机换热设备；热能；利用

除氧器、凝汽器乃是整个汽轮机当中的关键性设备，而冷渣机则为锅炉架构当中的常用辅助设备，另外，供热设备是热力发电厂当中的核心性设备；当前，怎样协调各设备之间的关联性，并对其中的热能进行合理利用，已成为重要课题。凝汽器实为一种热交换设备，能够把汽轮机处于做功状态下所排出的蒸汽相凝结水进行转化。除氧器的主要作用即为防止受外部因素的干扰或影响而造成设备仪器、锅炉、管道等遭受高温腐蚀，实现设备仪器在相应使用寿命上的延长。而通过使用冷渣机，能够为电厂的连续排渣提供便利，依据锅炉的工作符合在特定范围内实施连续性且自动化的渣量调节，可以促进锅炉床压相应稳定性的增强，为锅炉燃烧层厚度提供切实保障，降低炉渣含碳量。本文结合当前实况，就汽机换热设备怎样对热能进行合理利用探讨如下。

1.问题分析

从2015年后，某厂为了能够对余热进行充分化利用，建立标准化的冷渣系统，使炉渣自之前的800℃下降到＜100℃，冷却水选用由凝结泵所产生的凝结水，然后把凝结水输送值冷渣机中进行加热，使出水温度达到70~80℃，最后输送给除氧器。针对低压加热器而言，其乃是一种备用设备，当冷渣系统发生故障时，其便会即刻运行，凝结水经低加相除氧器进行直接补充。需要指出的是，软化水始终未得到充分加热，而是直接被输送至除氧器当中，从而导致除氧器的压力、温度等，存在比较明显的波动。另外，如果含氧量存在严重超标情况，那么势必会对电厂运行造成严重影响。促进软化水温度的提升，对热力除氧器的快速、充足补水有积极作用，同时还对水溶气体的快速外排也有力。若单纯升高软化水的温度，而除氧器相对应的化补水有着比较小的进水量，各台除氧器的补水量仅为5吨/h，此时，除氧器在具体的溶解氧含量上，便会出现超标情况。当电厂处于供暖状态下，供热首站凝结水进除氧器方式通常是间歇性，导致除氧器无论是在温度上，还是在压力上，均存在比较大的波动；尤其是在供暖后期，需要对运行人员不断进行调整，以此来改善运行情况，但与运行指标相比，差距仍较大。

2.原因及策略

2.1较差的除氧器给水雾化能力

针对热力除氧来讲，其基本原理即为道尔顿定律与亨利定律；需要强调的是，水当中的气体溶解度通常情况下，与外界空气分压力之间，往往呈现出明显的正比关系，尤其是处于恒定压力下，通过将蒸汽分压力增大，有助于空气分压力的降低。如果水处于一种沸腾饱和状态，那么此时的蒸汽分压力会达到最大值，所以，在除氧操作时，最佳状态即为水处在一种沸腾饱和状态；若空气分压力始终小于平衡压力，那么水中会有空气溢出。还需要指出的是，空气分压力的降低通常与除氧器当中的空气能否快速外排之间存在关联性，所以，为了能够提高除氧器的除氧效率，一般需要对如下要求给予满足：其一，对于进水而言，当进行雾化处理后，需做到与蒸汽之间的充分接触，使达到饱和状态的相应速度予以加快；其二，确保空气自水中溢出的时间足够充足；其三，空气可以及时且顺利的溢出。

针对这三条来讲，如果其中一条未能得到满足，均会影响到除氧效果，同时还是除氧器处于运行状态下需特别注重的内容。通过反复性、深入性的分析这三个条件，并通过在现场进行反复性的调整试验，发现未达要求的原因多为第二条，即有着比较低的软化水水温，通常仅为常温，尤其是冬季，有着更低的温度。当软化水进入到除氧器当中后，水中的空气因有着较大的温差，且难以从水中及时溢出，便会进入到水箱当中，输送给水泵，最终达到锅炉，导致溶解氧不合格。因此，对于软化水而言，需要补到凝汽器中，并且字啊具体的补水量上，通过计算得知，需要达到3~5吨/h，并且在混合水汽之后，能够形成凝结水。此外，还需说明的是，促进凝结水相应补水温度的提升，对除氧、节能均有力，但在温度上不可太高，从既往实践中得知，最佳温度需要维持在70~80℃区间内，若＞80℃，那么会出现难以控制运行的情况，而且也会升高不合格率。

2.2改变除氧器进水方式

若将软坏水直接输送至除氧器中，因软化水有着比较小的补水量，难以确保其内部相同数量的雾化喷头的压力可以从根本上保证有效喷雾的形成，仅能形成一些比较细小的水流柱，水柱无法与蒸汽充分接触，如此一来，便无法实现快速饱和的目的，长此以往，除氧器化补水会有着太小的进水量，造成含氧量不合格。因此，不可将软化水直接输送至除氧器中，这样才能避免上述问题的发生。需要指出的是，可以把所有反渗透软化水喷洒至凝汽器中，实现软化水于乏气之间的充分混合与换热。如此便能够借助乏气凝结放热能量，也就是将软化水自常温快速升到48℃，还可以促进凝汽器相应换热效率的增加，最终可提高机组真空的目的。凝结水混合于软化水之后，通过凝结泵而不断输送值冷渣机中进行加热，温度在70~80℃之间，然后经凝结水母管进入到除氧器中，把凝结水经低压加热器到除氧器回路，作为备用管道系统。如此一来，补水温度便会变得更加均匀且充足，而且还便于调整；此外，还可以实现软化水进入除氧器管路情况的减少，使整个系统变得更加简化且易于操作。

3.结语

综上，汽机换热设备作为热力发电厂中的常用设备，其在日常运行中存在热能丢失的情况；针对此情况，为了能够改善热能浪费情况，提高运行效率与质量，电厂越发注重热能的回收利用。针对汽机换热设备的热能问题，需要分析其存在的原因，然后制定具体对策，如强化除氧器给水雾化能力、改变除氧器进水方式等，以此来更加合理的利用热能，提高汽机换热设备整体运作质量。

参考文献：

[1]李沁伦, 王璐凯, 刘银河. 燃煤发电机组烟气余热利用系统改进研究[J]. 动力工程学报, 2019, 300(12):72-79.

[2]付俊鹏, 蔡九菊. 竖式烧结矿冷却装置内气固热交换的数值研究[J]. 冶金能源, 2019, 38(2):5-9.

[3]李军烁、沈成喆、魏书州. 凝汽机组余热余压梯次利用耦合供热系统研究[J]. 热能动力工程, 2020,238(9):18-23.

作者简介：李莎莎（1984-06-15），女，汉族，籍贯：山东省德州市齐河县，当前职务：值班员，当前职称：助理工程师，学历：专科

李莎莎18636026165山西省原平市国家电投山西铝业金山花园（1本）