在发电生产过程中,大部分蒸汽直接用于发电,同时,为了生产的需要,还要从汽轮机抽取部分蒸汽用于其他用途。如北方地区电厂,锅炉一般都装有蒸汽暖风机,冬季厂房采暖也要用大量的蒸汽,南方电厂夏季采用溴化锂制冷也需要低压蒸汽。另外,锅炉油枪的雾化,锅炉吹灰等,还有对于300~600MW机组锅炉给水泵用小汽轮机拖动。小汽轮机的驱动蒸汽,也要用大汽轮机的抽汽。这些非发电用蒸汽一般都要求有较稳定的压力,而汽轮机随着电负荷的变化,其抽汽压力也会变化,为了满足非发电用蒸汽对压力稳定的要求,同时降低非发电用汽对机组经济性的影响,设计上对非发电用汽一般都采用两种蒸汽做汽源,在高负荷时用低压抽汽作汽源,在低负荷时用高压抽汽减压供汽。以国内300W和600MW电厂用汽系统的典型设计为例,为保证厂用汽系统压力的稳定,设计上采用中压缸排汽(简称中排)和高压缸排汽(简称高排)两路汽源,当机组负荷较高时,由中排供汽,当机组负荷较低时,由于中压缸排汽压力降低,不能满足厂用汽的需要,改由高排减压供汽。对于亚临界300MW和600MW机组,其高压缸和中压缸排汽温度基本上相同,在330℃左右,但压力相差较大,作功能力有较大的差别,高排蒸汽经减压供应辅助蒸汽,白白损失了高排蒸汽的作功能力,降低了整个机组的经济性。 如果能用高排蒸汽的压力能将中排蒸汽的压力提高满足辅助用蒸汽的需要,则可以减少高排蒸汽的用汽量,提高整个机组的经济性。 汽轮机压力匹配器是把高、低蒸汽混合、输出中等压力蒸汽的设备。 压力匹配器的原理:压力匹配器的作用是利用高压蒸汽有用能,提高低压蒸汽的压力,两者混合,形成中等压力的蒸汽。因此压力匹配器是辅助蒸汽联箱节能的理想设备。 压力匹配器在辅助蒸汽系统中的安装系统图如下:
1、多芯针型调节阀 2、压力匹配器本体 3、压力变送器 4、DCS系统 5、电动执行器 6、安全阀 在高负荷时四抽蒸汽可以满足辅助蒸汽的压力要求,针型调节阀自动关闭,在低负荷时,四抽蒸汽压力低于辅助蒸汽压力时针型调节阀自动开启,高排蒸汽抽吸四抽蒸汽,升压,供辅助蒸汽使用。 压力匹配器除了实现蒸汽的梯级利用,还方便了运行,提高了运行的安全性,在电负荷变化时不需要再切换辅助蒸汽系统的高低压阀门。 例如,某电力公司在GE生产的350MW辅助蒸汽系统应用了压力匹配器的相似产品,取得了显著节能效果,全年降低发电煤耗3g/kw.h。 该公司350MW机组辅助蒸汽系统运行压力0.5MPa,年运行平均流量30t/h,当机组负荷低于300MW时,四抽蒸汽接近0.5MPa,原系统无法向辅助蒸汽系统供汽,要全部用高排蒸汽节流供汽。加装压力匹配器相似产品后用少量高排蒸汽引射四抽蒸汽,联合向辅助蒸汽系统供汽,高排蒸汽供辅助蒸汽的汽量由改造前的90%降低到目前的30%以下。 当辅助蒸汽用量为30t/h时,用高排蒸汽供辅助蒸汽时,要比用四抽蒸汽供辅助蒸汽时,机组减少出力3766KW,供电煤耗上升3.23g/kw.h,当负荷在280MW时,供电煤耗上升4.4g/kw.h。 实际上,当机组负荷在260MW时,四抽表压为0.45MPa,仅比辅助蒸汽压力低0.05MPa,这时仅需少量高排蒸汽引抽四抽蒸汽就能满足辅助蒸汽的需要,实现高排和四抽联合供汽,减少高排的用汽量,增加了四抽用汽量,从而提高了机组的经济性。(作者:王汝武)
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