射水抽汽低壓加熱除氧器性能的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、面對(duì)日益劇增的能源需求與資源接近枯竭的矛盾，熱力發(fā)電廠節(jié)能降耗己迫在眉睫。目前國(guó)內(nèi)外電廠低壓加熱系統(tǒng)采用的主要方式是面式加熱器加熱給水，諸如高端差、易結(jié)垢、凝結(jié)水含銅、系統(tǒng)龐大等問題一直無(wú)法得到根本有效的解決，且汽輪機(jī)的凝結(jié)水經(jīng)低壓加熱器加熱后進(jìn)入除氧器中需要被蒸汽再次加熱至104℃來(lái)脫氧。本文針對(duì)國(guó)家發(fā)明專利“工業(yè)鍋爐引射式熱力除氧器”(專利號(hào)：ZL2009101038522)的核心問題，對(duì)利用汽水混合加熱的射水抽汽低壓加熱除氧器進(jìn)行

2、理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)射水抽汽器的性能進(jìn)行研究，提出采用二級(jí)引汽使凝結(jié)水溫升至110℃以上，使高壓過(guò)飽和水噴入大氣式除氧器中迅速降壓直接閃蒸除氧的方法。應(yīng)用一維守恒方程從整體上建立射水抽汽器的性能計(jì)算模型，并用數(shù)值模擬方法獲得其內(nèi)部參數(shù)分布，進(jìn)而在理論模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上分析影響其性能的主要因素，該研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工業(yè)應(yīng)用前景。
　　 通過(guò)對(duì)射水抽汽器性能的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行參數(shù)對(duì)其性能有很大影響。射水抽

3、汽器的噴射系數(shù)隨著進(jìn)水壓力和進(jìn)水溫度的升高而下降，隨蒸汽壓力的升高而增大；其出口水溫隨著進(jìn)水壓力的升高而下降，隨蒸汽壓力的升高而增大；其阻力系數(shù)隨著進(jìn)水壓力和進(jìn)水溫度的升高而增大。存在一最佳背壓值，使得射水抽汽器的出口水溫最高，且當(dāng)射水抽汽器背壓為0.12 MPa時(shí)，其出水溫度可以達(dá)到110℃，因而能夠達(dá)到進(jìn)入除氧器的給水溫度要求。實(shí)驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)，兩級(jí)射水抽汽器具有很好的加熱性能，可使出口水溫升高87℃，并且平均溫升比單級(jí)引射提高23％

4、以上，因此，對(duì)于加熱不足的情況下可以采用兩級(jí)引射方式。
　　 本文采用全局模型，通過(guò)采用一定的簡(jiǎn)化假設(shè)和經(jīng)驗(yàn)公式，直接從整體上得到射水抽汽器的性能計(jì)算模型，進(jìn)而在理論計(jì)算模型的基礎(chǔ)上編程計(jì)算，得出了不同運(yùn)行工況下射水抽汽器出口水壓的變化情況。研究結(jié)果表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。出口水壓隨著入口蒸汽壓力的升高達(dá)到最大值，然后逐漸減??；進(jìn)水溫度的升高將降低射水抽汽器的升壓性能；隨著進(jìn)水流量的增加，射水抽汽器的出口水壓逐漸升高，

5、當(dāng)進(jìn)水流量達(dá)到一定值后，繼續(xù)增加進(jìn)水流量時(shí)，出口水壓變化較平緩。
　　 通過(guò)建立射水抽汽器的口分析模型，從可用能角度出發(fā)分析了運(yùn)行參數(shù)對(duì)射水抽汽器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，射水抽汽器的口效率隨進(jìn)水溫度的升高而增大，隨噴射系數(shù)的增大而升高，隨蒸汽壓力的變化存在最小值，與升壓比呈近似線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)比，兩級(jí)射水抽汽器的口效率較高，平均比單級(jí)射水抽汽器的□效率高21％。射水抽汽器各部件的口損失隨著噴射系數(shù)的增加而減小，且射水抽汽器內(nèi)

6、最大的□損失產(chǎn)生于一級(jí)混合室，水噴嘴的□損失最小。
　　 采用數(shù)值模擬方法計(jì)算并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)射水抽汽器性能的影響，數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，隨著面積比的增加，射水抽汽器的噴射系數(shù)首先增大然后減小，且在面積比m=6.25時(shí)出現(xiàn)了最大值。對(duì)于一個(gè)給定的射水抽汽器，存在一最佳歸一化喉嘴距L=6使得其獲得最大的噴射系數(shù)，距離過(guò)小沒有足夠的時(shí)間和長(zhǎng)度來(lái)引射蒸汽，距離太大引射蒸汽會(huì)產(chǎn)生回流現(xiàn)象，使其噴射性能下降。
　　 本文創(chuàng)新地提出采

7、用射水抽汽低壓加熱除氧器來(lái)代替目前電廠中所使用的表面式低壓加熱器，它利用凝結(jié)水壓力來(lái)引射蒸汽，使之與凝結(jié)水混合，把水加熱至近飽和溫度，而獲得的高溫過(guò)飽和水(對(duì)大氣式除氧而言)在加熱器的擴(kuò)壓段升壓后可順利地流入除氧器中閃蒸除氧。與傳統(tǒng)的大氣式熱力除氧相比，這種方法減少了蒸汽消耗量。通過(guò)表面式單級(jí)回?zé)岷蜕渌槠麊渭?jí)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的對(duì)比分析，采用射水抽汽低壓加熱除氧器替代原有的面式加熱器，可使機(jī)組的熱效率提高1.29％，這也被永榮礦務(wù)局發(fā)電廠6