一、概述
广东某电厂N50MW机组由某方汽轮机厂生产,于1993年正式投入运行.有关设备参数及运行数据如下:
凝汽器型号:N-3500 凝汽器换热面积:3500㎡
排汽温度:36℃(冬季) 50℃(夏季)
运行真空89KPAa(夏季) 96KPa(冬季)
广东某电厂技术人员根据机组运行参数,分析认为N50MW机组夏季排汽温度高,真空值相对较低,已在一定程度上影响了机组的安全经济运行.因此拟委托连云港华能电力辅机对机组凝汽器喉部增设一套补水装置,以补充夏季循环水温度高等恶劣工况下的凝汽器换热要求.
二、本体设计及原理
1.设计参数
补水压力:额定1.0MPa 最低:0.2MPa
补水温度:16℃--25℃ 补水量:30--100T/H
凝汽器压力:0.005MPa 凝汽器型号:N-3500
2.设备本体设计
(1)补水管径确定
DN=√4Q÷(Vh-3600)
Q=100T/H
V=2m/s
DN=√(4×100T/H)÷(2×3.14×3600)=133mm
按规范修正选取 Dg=159×4.5mm
材质:1Cr18Ni9Ti
(2)机械旋流雾化喷嘴数量的确定
该型喷嘴是由华能公司根据多年补水运行系统的经验和试验,我公司自行开发的高效能性喷嘴.
1)原理
它是由导向板、切线槽、旋流室和喷口等组成.水经导向板及切线槽以切线方向引入旋流室后即产生高速回旋流,水压便下降,部分能量转换成旋转能,当高速旋转的水流离开喷口时,即有一股离心力,离心力是同水流旋转速度的平方成正比的.在水流离开喷口的同时,旋流室内的残余压力将使水流同时产生一种冲击,使水流以初速度沿着喷口的轴向直线喷射出去.离心力使水流往四周分散,而直向冲力则使水流向前喷射.二者的合力将水膜撕破成细柱,在一定的喷嘴范围内呈锥体雾化散开.
2)喷嘴的材质选用:1Cr18Ni9Ti
3)单个喷嘴的流量计算
Q=V.A.√2g.H.3600
Q—T/H
V---系数0.67
S---喷嘴面积 ㎡
H---水压 m
Q=0.67× ∏.0.010/4.√2×9.8×20.3600=3.75T/H
喷嘴在不排除压力损失和阻力的理想状态下的流量为3.75T/H.
根据实测该型喷嘴在最低工况下的实测流量为3T/H.
选择喷嘴数量为:100T/H÷3T/H=34个
故该型补水最高出力为:127.5T/H
最低出力为:100T/H
三、结构设计可、及安装;
该补水系统根据N-3500凝汽器的喉部空间位置,优化布置两组补水系统,单组出力分别为30t/h,70t/h。
具体见结构图、安装示意图.
四、经济效益
广东某电厂N50MW机组喉部增设一套科学补水真空除氧装置后,可在一定程度上减少原除氧器系统对化学补水的除氧压力,另外当夏季循环水温度较高工况下,有可能降低机组排汽温度,具体数值因机组工况复杂,暂时无法确定,暂时以降低1℃为计算数值,按N50MW机组热力特性,机组排汽温度由50℃下降为49℃,机组热效率约提高0.67%,则发电煤耗下降0.67%,年节煤M吨,计算过程如下:
M吨=0.45Kg/KW.h×50000KW×8000h×0.67%=1206吨
注:按某电厂N5MW机组年运行时间8000h,单位煤耗450g标煤计算.
五、综合分析
广东某电厂N50MW机组凝汽器喉部增设一套科学补水真空除氧装置,工程全部投入约需6万元左右,但设备投入运行后,预计年回收效益至少在42万元以上,回收周期不超过2个月.从现场设备安装来讲,是现实可行的.
连云港市华能电力辅机有限公司
技术部
附件:喷嘴冷试验报告
序号 | 项目 | | | |
1 | 雾化束喷射角 | | | |
2 | 雾化束直径(mm) | | | |
3 | 雾化束长度(mm) | | | |
4 | 雾化水滴粒径(mm) | | | |
5 | | | | |
6 | | | | |