二效蒸发器的热力系统

在图10-16与图10-17的系统中,低压除氧器和软化水及生水加热器的汽源用的是减压二次蒸汽,减压有触位损失,如果再加设一个小型蒸发器,把第一个蒸发器造出的一部分二次蒸汽作为第二个蒸发器的加热蒸汽,再造出二次蒸汽(接近0.12MPa的低压力蒸汽)以满足系统的需要。这样可增加造水比,提高热经济性,造水比提高约30%。这样的系统如图10-18所示,称二效蒸发器系统。由于两蒸发器规模不一致,第一个蒸发器的二次蒸汽没有全部作为第二个蒸发器的加热蒸汽,因而这是不完全的二效蒸发器系统。

若图10-18所示系统中两个蒸发器的设备大小一样,使第一个蒸发器造出的二次蒸汽全部作为第二个蒸发器的加热蒸汽,再造出二次蒸汽,就成了完全的二效蒸发器系统。这样比效蒸发器可多造出90%左右的水。

采用二效蒸发器系统,给水侧可以采用并联给水和串联给水两种方式。图10-18中采取的是并联给水系统,因为这种并联给水方式加热过程的熵增要小于串联给水方式,所以热经济性略好。但是串联给水方式造出的水的总水质又略好。这是由于前面的蒸发器向后面的蒸发器供给水,相当于前者增大了排污量的缘故。

也有采用两个蒸发器的系统,但是它的进汽侧是并联的,用的都是汽轮机的同一级抽汽,这不能称为二效蒸发器系统。因为它的造水比没有提高,它所要增加的造水量是靠增加汽轮机的抽汽来取得的。

蒸发器系统与汽轮机回热系统的连接

蒸发器热力系统利用汽轮机的哪一级抽汽,造出的汽和凝结水又回到汽轮机的哪一级加热器,对热经济性有很大的影响。由于一般高压机组采用的都是0.6MPa的定压除氧器,抽汽压力到除氧器压力之间存在较大的节流损失。当设置蒸发器时,利用到高压除氧器级的抽汽作为一次蒸汽,造出来的二次蒸汽和凝结水,作为到除氧器的加热蒸汽和补充水,其能位相同,只增加了散热和排污损失,是热经济性最好的连接方式。保定热电厂就是采取的这种连接系统,造1t水只比除盐水多耗煤4.7kg。另外,由于保定热电厂安装的是EK100/28/18型汽轮机,带有调整抽汽。如果不使用蒸汽交换器而直接由汽轮机抽汽对外供用户时其抽汽参数可以调低,减少了节流损失,机组的热经济性也要好一点。这时用的化学除盐水作锅炉补充水,进汽轮机回热系统被加热,所耗的标准煤也要略降低。当以此作为参照量进行比较,采用蒸发器造1t锅炉补充水也只比化学除盐水增加标准煤约6kg。

国产10万千瓦机组带蒸发器的连接方式,若也采用利用除氧器级抽汽作为一次蒸汽产生的二次蒸汽和凝结水仍回除氧器,如图10-19所示。则造1t水只比除盐方式多耗煤5.8kg。但是由于该机组的除氧器级的加热焓升较小,故能够造出的水量也较少。在额定负荷时只能造出5.2t/h的锅炉补充水。若需再多造水,则需要采取措施加大除氧器级的焓升。

像高井电厂曾经采用过的利用第四级抽汽作为蒸发器的一次蒸汽,造出的二次蒸汽和凝结水放流到第五级抽汽所对应的加热器,如图1020所示。由于造水过程有位能损失,本来到5#加热器的蒸汽是来自5#抽汽,现在相当于用了4#抽汽,比不带蒸发器的系统增加了抽汽做功能力的损失,热经济性下降,造1t水要比除盐水多耗19.64kg煤。但是可以得到较多的锅炉补充水,在额定负荷时,每小时可达到23t。高井电厂虽然使用了两个蒸发器但一次汽是并联的,都是用的抽汽,效果和一效蒸发器的一样。若改为图10-21所示的二效蒸发器系统,造1t水比除盐水只多耗11.45kg煤。煤耗降低较多,这也就是多效蒸发器产生和发展的原因。

从以上分析可以看出,要提高蒸发器造水的热经济性有两条途径:一是设法提高造水比;二是尽量减少抽汽的做功能力损失。对于如何提高造水比,前面已有论述。但对于蒸发器不是接在定压除氧器级抽汽管道上的方案要想减少做功能力的损失,可以在相应的回热加热器串联二次蒸汽凝结器。对于图1020所示的N090型机组第四级抽汽带一效蒸发器的系统,若采取设置二次蒸汽凝结器的办法,系统连接则可以如图10-22所示。二次蒸汽凝结器接在4#、5#回热加热器之间。这时相当于把4#加热器分成两部分,二次蒸汽凝结器属于4#加热器的一部分,各承担了一部分对锅炉给水进行加热的任务,相当于原属该级抽汽加热的给水焓升被分成了两段,一段由抽汽直接加热,另一段由二次蒸汽加热。由于产生次蒸汽的加热蒸汽(一次蒸汽)也是同级抽汽,热交换系统的熵增没有增加,只是内部换热过程进行了合理的调配。或者说是有了二次蒸汽凝结器,避免了二次蒸汽输送到5#加热器去,排挤低压抽汽,增加做功能力损失的弊病,因而热经济性好。

图10-22所示的蒸发器造水系统，经计算表明，造1t锅炉补充水与除盐水比，只多耗6.9kg煤。将它和图10-20所示的无二次蒸汽凝结器的一效蒸发器进行对比，造每吨锅炉补充水，节煤12.7kg。可节约能源相当多。该系统在额定负荷时刻造出10.2t/h的锅炉补充水。

通过以上的论述可以看出，利用蒸发器造水，它的热经济与系统的连接有很大的关系，应该仔细地做方案比较进行选择。