超(超)臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電領(lǐng)域的裝置，具體是一種火力發(fā)電廠(chǎng)超(超)臨界機(jī)組的無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)。
2.
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)熱力發(fā)電的生產(chǎn)流程中，為防止熱力循環(huán)系統(tǒng)的氧氣在高溫條件下對(duì)鍋爐給水管道、鍋爐受熱面以及熱交換器的氧化腐蝕，消除氧氣等不凝結(jié)氣體對(duì)熱交換效率的影響，在熱力循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有除氧器裝置，來(lái)保證了熱力循環(huán)系統(tǒng)的汽水品質(zhì)。除氧器布置于低壓凝結(jié)水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)之間。作為混合式加熱器，除氧器利用汽輪機(jī)抽汽把鍋爐給水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度，并且回收加熱器疏水和鍋爐排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的蒸汽等，以減少電廠(chǎng)的汽水損失。
[0003]隨著熱力發(fā)電技術(shù)向大容量、高參數(shù)等方面發(fā)展，國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)原來(lái)給水的特定處理工藝存在流動(dòng)加速腐蝕(FAC)，在給水除氧的還原性環(huán)境下，金屬腐蝕生成的四氧化三鐵結(jié)構(gòu)疏松，無(wú)法使金屬進(jìn)入鈍化區(qū)。國(guó)外通過(guò)新的給水處理技術(shù)，即給水加氧處理的方式，使給水除氧的還原性環(huán)境轉(zhuǎn)化為氧化性環(huán)境，將原有的四氧化三鐵膜變成致密的三氧化二鐵保護(hù)膜，能夠抑制管路和設(shè)備流動(dòng)加速腐蝕的發(fā)生。國(guó)內(nèi)在2000年后超(超)臨界機(jī)組的大量投運(yùn)，在給水加氧方面也進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用，越來(lái)越多的超(超)臨界機(jī)組采用給水加氧處理方式。這樣在機(jī)組正常運(yùn)行中，給水加氧技術(shù)的采用對(duì)原來(lái)熱力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的除氧器提出了挑戰(zhàn)，其除氧功能弱化甚至成為多余。如能解決機(jī)組給水系統(tǒng)在啟動(dòng)階段需要維持低氧環(huán)境，取消原有除氧器設(shè)備，對(duì)熱力循環(huán)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，給超(超)臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)的布置上帶來(lái)先進(jìn)的思路，可以降低熱力火電廠(chǎng)工程的造價(jià)和提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能。
[0004]除氧器在傳統(tǒng)的熱力發(fā)電廠(chǎng)中存在以下弊端:
[0005](1)對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響。因?yàn)闊崃ρh(huán)系統(tǒng)中除氧器的存在，回?zé)嵯到y(tǒng)被分為低壓回?zé)嵯到y(tǒng)和高壓回?zé)嵯到y(tǒng)。在低壓回?zé)嵯到y(tǒng)中，凝結(jié)水泵選型要選擇高揚(yáng)程，以克服高位布置的除氧器沿程阻力，使得機(jī)組運(yùn)行中凝結(jié)水泵電耗較高。在高壓回?zé)嵯到y(tǒng)中，給水泵為防止氣蝕需要增加前置泵，而為了保證前置泵安全運(yùn)行，除氧器必須高位布置，進(jìn)一步增加了凝結(jié)水泵的運(yùn)行電耗。熱力發(fā)電廠(chǎng)的熱力循環(huán)在將熱井中的凝結(jié)水輸送到鍋爐的過(guò)程中，存在一個(gè)升壓-降壓-再升壓的過(guò)程，存在比較大的能量損失，影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0006](2)對(duì)工程投資造價(jià)的影響。除氧器的高位布置增加了熱力發(fā)電廠(chǎng)的土建工程，增加了凝結(jié)水管道和給水管路的長(zhǎng)度。在總平布置上，除氧間的設(shè)計(jì)又增大了鍋爐房和汽機(jī)房之間的距離，增加了四大管道的投資和管路壓損。
[0007](3)是安全管理和監(jiān)督的重點(diǎn)設(shè)備。熱力發(fā)電廠(chǎng)中，除氧器屬于一類(lèi)壓力容器，但其體積龐大，造價(jià)較高；同時(shí)除氧器儲(chǔ)存了巨大的介質(zhì)能量，一旦爆破危害極大，國(guó)內(nèi)發(fā)生過(guò)除氧水箱破裂人員傷亡的事故。除氧器是壓力容器監(jiān)督的重點(diǎn)對(duì)象。
[0008]經(jīng)查閱國(guó)外文獻(xiàn)資料顯示，前蘇聯(lián)從上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始研究無(wú)除氧器熱力系統(tǒng)，目前在俄羅斯等獨(dú)聯(lián)體國(guó)家五十多臺(tái)大型機(jī)組上運(yùn)用，其特點(diǎn)是采用真空抽氣的混合式低壓加熱器的方式。美國(guó)從上個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)始研究無(wú)除氧器熱力系統(tǒng)，從70年代起在大型發(fā)電廠(chǎng)得到廣泛使用，如美國(guó)西屋公司生產(chǎn)800MW亞臨界機(jī)組上就是采用無(wú)除氧器方式，熱力系統(tǒng)中高壓加熱器(兩臺(tái))的疏水逐級(jí)自流到汽動(dòng)給水泵前低壓加熱器，再由疏水泵送到給水泵入口。在整個(gè)熱力系統(tǒng)中，只有一臺(tái)凝結(jié)水泵，除氧只在凝汽器中進(jìn)行。在法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家，無(wú)除氧器熱力系統(tǒng)大多數(shù)運(yùn)用在核電汽輪機(jī)上，基本上不采用混合加熱器低壓回?zé)嵯到y(tǒng)?？梢?jiàn)國(guó)外對(duì)無(wú)除氧器熱力系統(tǒng)進(jìn)行了很多研究，大多在亞臨界機(jī)組方面，俄羅斯有在超臨界機(jī)組上采用無(wú)除氧器設(shè)計(jì)的應(yīng)用，但采用混合式加熱器的方式。
3.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有火力發(fā)電廠(chǎng)熱力循環(huán)中除氧器存在的弊端，本發(fā)明提供了一種無(wú)除氧器設(shè)計(jì)的火力發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)包括:表面式加熱器，優(yōu)化的給水和凝結(jié)水系統(tǒng)，本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案為:
[0010]3.1取消除氧器的替代方案
[0011]將目前設(shè)計(jì)的除氧器更換為表面式低壓加熱器，取代原有的除氧器。通過(guò)該表面式低壓加熱器結(jié)構(gòu)上的合理設(shè)計(jì)，使出口給水溫度達(dá)到抽汽壓力下的飽和溫度，在回?zé)嵯到y(tǒng)中起到與混合式加熱器一樣的加熱效果。為滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的給水加熱問(wèn)題，同樣可以在該加熱器的汽側(cè)接入輔助蒸汽來(lái)加熱。
[0012]在凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，為滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求。
[0013]3.2凝結(jié)水系統(tǒng)和給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
[0014]優(yōu)化的凝結(jié)水系統(tǒng)。由于除氧器改為表面式加熱器，原來(lái)的除氧器水箱水位不需要控制，可以取消凝結(jié)水系統(tǒng)的除氧器水位調(diào)節(jié)站，凝結(jié)水泵仍然采用變頻調(diào)節(jié)，使凝結(jié)水量滿(mǎn)足負(fù)荷變化的需要。
[0015]優(yōu)化的給水系統(tǒng)。由于除氧器改為表面式加熱器，原來(lái)的除氧器水箱水位不需要控制，可以取消給水泵的前置泵，給水泵的進(jìn)水壓力由凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)各級(jí)低壓加熱器后提供。
[0016]回?zé)嵯到y(tǒng)水側(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。將表面式低壓加熱器替代原混合式換熱的除氧器之后，回?zé)嵯到y(tǒng)的熱交換器全部為表面式熱交換器。方案(1)保留原有的回?zé)嵯到y(tǒng)水側(cè)設(shè)計(jì)，只對(duì)采用表面式低壓加熱器后系統(tǒng)作相應(yīng)調(diào)整；方案(2)為降低熱交換器工作壓力及工程投資，可以對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)水側(cè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0017](1)原有回?zé)嵯到y(tǒng)的兩級(jí)升壓供水系統(tǒng)
[0018]原有的八級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)，除氧器作為混合式加熱器，布置于低壓凝結(jié)水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)之間，低壓加熱系統(tǒng)由四級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成，高壓加熱系統(tǒng)由三級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成。除氧器改為表面式熱交換器之后，對(duì)八級(jí)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)基本不變，將高壓加熱系統(tǒng)仍保留為三級(jí)。低加和凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)由四級(jí)變?yōu)槲寮?jí)，凝結(jié)水泵選型時(shí)的揚(yáng)程設(shè)計(jì)只需要考慮克服五臺(tái)低壓加熱器、軸封加熱器和精處理系統(tǒng)的壓損，并滿(mǎn)足給水泵的汽蝕裕量要求就可以了。取消前置泵之后，給水泵從4號(hào)低加出口升壓供水。
[0019](2)優(yōu)化的兩級(jí)升壓供水系統(tǒng)
[0020]高壓加熱器是機(jī)組中承壓最高的設(shè)備，為保證其安全性，選材和壁厚都要求比較高，明顯增加了設(shè)備投資。除氧器改為表面式熱交換器之后，可以對(duì)八級(jí)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將高壓加熱系統(tǒng)由三級(jí)改為兩級(jí)，原3號(hào)高加變成了 3號(hào)低加，取消前置泵之后，給水泵從3號(hào)低加出口增壓。低加和凝結(jié)水系統(tǒng)側(cè)由四級(jí)變?yōu)榱?jí)，凝結(jié)水泵選型時(shí)的揚(yáng)程設(shè)計(jì)只需要考慮克服六臺(tái)低壓加熱器、軸封加熱器和精處理系統(tǒng)的壓損，并滿(mǎn)足給水泵的汽蝕裕量要求就可以了。這樣，3號(hào)高加的成本會(huì)大幅度降低，凝結(jié)水系統(tǒng)也得到優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的回?zé)嵯到y(tǒng)流程圖
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的回?zé)嵯到y(tǒng)流程圖
4.
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1，參見(jiàn)圖1。本實(shí)施例提供了一種火力發(fā)電廠(chǎng)超(超)臨界機(jī)組的無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括:表面式低壓加熱器替換原有的混合式加熱的除氧器，相應(yīng)優(yōu)化的給水系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)；在凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，為滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求。低壓加熱系統(tǒng)由四級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成，分別為八號(hào)低加、七號(hào)低加、六號(hào)低加、五號(hào)低加和四號(hào)低加；高壓加熱系統(tǒng)由三級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成，分別為三號(hào)高加、二號(hào)高加和一號(hào)高加。取消前置泵后，凝結(jié)水泵選型時(shí)的揚(yáng)程設(shè)計(jì)需要考慮克服五臺(tái)低壓加熱器、軸封加熱器和精處理系統(tǒng)的壓損，并滿(mǎn)足給水泵的汽蝕裕量要求。
[0024]實(shí)施例2，參見(jiàn)圖2。實(shí)施例2其基本流程和實(shí)施例1相同，同樣由表面式低壓加熱器替換原有的混合式加熱的除氧器，凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，為滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求；相應(yīng)給水系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
[0025]該火力發(fā)電廠(chǎng)超(超)臨界機(jī)組的無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，不同之處在于，高壓加熱系統(tǒng)由二級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成，分別為二號(hào)高加和一號(hào)高加；低壓加熱系統(tǒng)由五級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)組成，分別為分別為八號(hào)低加、七號(hào)低加、六號(hào)低加、五號(hào)低加、四號(hào)低加和三號(hào)低加。取消前置泵后，凝結(jié)水泵選型時(shí)的揚(yáng)程設(shè)計(jì)需要考慮克服五臺(tái)低壓加熱器、軸封加熱器和精處理系統(tǒng)的壓損，并滿(mǎn)足給水泵的汽蝕裕量要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電領(lǐng)域的裝置，提供了一種超(超)臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)包括:表面式加熱器，優(yōu)化的給水和凝結(jié)水系統(tǒng)；將目前設(shè)計(jì)的除氧器更換為表面式低壓加熱器；在凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求；除氧器改為表面式加熱器后，原來(lái)的除氧器水箱水位不需要控制，取消除氧器水位調(diào)節(jié)站，凝結(jié)水泵仍然采用變頻調(diào)節(jié)滿(mǎn)足負(fù)荷變化的需要；給水泵的進(jìn)水壓力由凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)各級(jí)低壓加熱器后提供，取消給水泵的前置泵；該熱力系統(tǒng)適應(yīng)了目前超(超)臨界機(jī)組正常運(yùn)行中給水系統(tǒng)加氧運(yùn)行的要求，對(duì)熱力循環(huán)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，可以降低熱力火電廠(chǎng)工程的造價(jià)和提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超(超)臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，其特征在于，所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)用于超(超)臨界火力發(fā)電機(jī)組，將目前設(shè)計(jì)的混合式加熱的除氧器更換為表面式低壓加熱器，在凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求；機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)給水采用加氧運(yùn)行的方式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超(超)臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，其特征在于，除氧器改為表面式加熱器后，原來(lái)的除氧器水箱水位不需要控制，取消除氧器水位調(diào)節(jié)站，凝結(jié)水泵仍然采用變頻調(diào)節(jié)滿(mǎn)足負(fù)荷變化的需要。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超(超)臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)，其特征在于，除氧器改為表面式加熱器后，給水泵的進(jìn)水壓力由凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)各級(jí)低壓加熱器后提供，取消給水泵的前置泵。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電領(lǐng)域的裝置，提供了一種無(wú)除氧器設(shè)計(jì)的超(超)臨界火力發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)，所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)包括：表面式加熱器，優(yōu)化的給水和凝結(jié)水系統(tǒng)。將目前設(shè)計(jì)的除氧器更換為表面式低壓加熱器。在凝汽器中增加內(nèi)置式除氧器，滿(mǎn)足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的除氧需求。除氧器改為表面式加熱器后，原來(lái)的除氧器水箱水位不需要控制，取消除氧器水位調(diào)節(jié)站，凝結(jié)水泵仍然采用變頻調(diào)節(jié)滿(mǎn)足負(fù)荷變化的需要；給水泵的進(jìn)水壓力由凝結(jié)水泵經(jīng)過(guò)各級(jí)低壓加熱器后提供，取消給水泵的前置泵。該熱力系統(tǒng)適應(yīng)了目前超(超)臨界機(jī)組正常運(yùn)行中給水系統(tǒng)加氧運(yùn)行的要求，對(duì)熱力循環(huán)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，可以降低熱力火電廠(chǎng)工程的造價(jià)和提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能。
【IPC分類(lèi)】F22D11/06, F22D1/32
【公開(kāi)號(hào)】CN105276564
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410305650
【發(fā)明人】謝尉揚(yáng), 顧偉飛, 童小忠, 倪定
【申請(qǐng)人】浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年6月27日