疏水冷却器系统的优化

王　浩华电渠东发电有限公司

疏水冷却器系统的优化

王浩
华电渠东发电有限公司

发电厂热力系统中的疏水设备是影响电厂热经济效益的关键。为了实现回收疏水热的目的，可以采取疏水冷却器进行降温。为了提高疏水冷却器的冷却机能，通过国产机组#1～3、#5～8的比较，数据显示，疏水冷却器能够大大提高机组的热经济效益，以国产机组#2、#6、#3加热器加装疏水冷却器效益最高。因此，对于疏水冷却器系统的优化，是合理的选择改造疏水方案的根据。

疏水系统；优化；冷却器

在火电厂汽轮机运行过程中会在锅炉设备中间抽取部分蒸汽对整个锅炉设备的给水再加热，这被我们叫做给水回热加热，在该过程中的蒸汽循环叫做给水回热循环，我们所提到的加热措施可以提高机组循环热效率。回热加热具有经济效益高、使用操作简单，因而在火电厂的汽轮机中应用较为广泛。回热系统是汽轮机热力系统的前提，也是整个火电厂热力系统的核心，回热系统对火电厂机组的热经济性起着举足轻重的作用。回热系统结构优化一般采用以下方法：（1）蒸汽冷却器，利用抽汽过热度；（2）疏水冷却器，降低疏水温度；（3）疏水泵，截断疏水，消除疏水负面影响。本文主要分析了第二种回热系统结构优化方法--疏水冷却器。

1、疏水冷却器的概念

所谓疏水冷却，是指在疏水还没有流到下一步加热器之前，换热器中的主凝结水对疏水温度进行降低，在温度方可进入下一步加热。疏水冷却器的增设有利于挽回不必要的疏水节流损失和回流不可逆损失，提高汽轮机组装置的热经济性。

疏水回流是指抽汽压力下的饱和水回流至压力较低的加热器中。疏水回流是节流过程，疏水回流使熵增加，产生不可逆损失和节流损失。疏水冷却是抽汽压力下的饱和水冷却回流到较低压力下的加热器中，可大大降低疏水回流的节流损失和不可逆损失，提高热经济性。另外，疏水冷却还减少热交换温差，改善了加热器的热交换不可逆性。

2、疏水冷却器的定量分析及计算

图1　疏水冷却器系统

疏水冷却器的热经济效果，按等效热降原理定量分析如下。如图所示，增设疏水冷却器，使疏水冷却放出热量βΔγj的利用场所和使用能级有所改变。在未增设疏水冷却器，该热量利用于加热器Noj中，获得做功βΔγjηj；增设疏水冷却器后，该热量不再利用于加热器Noj中，而是热量回到加热器Noj-1中，提高了使用能级，获得做功 βΔγjηj-1。其中ηj，ηj-1分别为加热器Noj、Noj-1抽汽效率，β为Noj-1加热器疏水份额，Δγj为1kg疏水在冷却器中的焓降。因而，采用疏水冷却器后，新蒸汽等效热降的变化是上述做功变化的代数和，其增加值为

加热器蒸汽放热量的变化对新蒸汽等效热降的变化有影响，因而修改后的ΔH的计算公式为

通过公式分析得知，疏水冷却的效果的好坏，由疏水份额β、疏水冷却的程度Δγj以及疏水所处相邻能级的能位差ηj-1-ηj的大小来决定。随着 β的增大，Δγj值增加，ηj-1-ηj也显著增加，使得疏水冷却的热经济效果越好。换句话说，加热器 β越大，加热和汇集疏水量越多的加热器，如何增设疏水冷却器，那么汽轮机组回热系统优化效果就越好。

根据上述公式，我们对国产机组七个加热器对比如下：

表1-1　疏水冷却器的效果

从表1-1可以看出，国产机组#2、#6、#3加热器加装疏水冷却器以后获得的经济效益最高。#8加热器加装疏水冷却器的没有效果，这是因为原系统最后一级加热器疏水直接自流入凝汽器热水井，几乎没有做功损失，没有节流损失和不可逆损失，因而增设不增设疏水冷却器，效果不明显。

3、疏水冷却器系统的优化

表面式加热器排出疏水的方式具有简单、可靠的特点，因此目前的应用比较广泛。但是疏水逐级自流要排挤低压抽汽，疏水回流产生不可逆损失；当疏水排入冷凝器时，还会产生的冷源损失。这都降低了装置的热经济性。因此目前火电厂为降低损失选择增设疏水冷却器，以便完善疏水设备和系统，为火电厂合理选择改造疏水方案。

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