大型凝汽机组利用压力匹配器改造成供热机组的方法.docx

大型凝汽机组利用压力匹配器改造成供热机组的方法沈阳飞鸿达节能设备技术开发有限公司[王汝武110015]关键词：压力匹配凝汽式汽轮机供热提要：本文提出了利用压力匹配器改造大型凝汽式汽轮机为供热机组的方法说明了改造原理给出了原则性热力系统图和效益分析。目前我国火电发电机组的装机总容量已超过4亿千瓦新建火电厂以300MW及600MW为主。电网的供电煤耗逐年下降到2006年为366g/kw.h。随着能源价格的提高对发电厂节能的要求进一步提高小于50MW瓦的纯发电机组已经淘汰100MW以上的纯凝机组有条件的也应改为供热机组以提高能源利用效率减少环境污染。大型凝汽机组由于是按凝汽运行方式设计的没有适合工业和生活用汽的抽汽口。如果要供热必须进行改造。将大型凝汽式机组改成供热机组的方法大致有三种方法：一是将汽机的转子和汽缸全部更换将凝汽式机组改为供热式机组可实现合理参数的供热但这种改造方式价格昂贵和购置新机组相差不大；二是在汽轮机高、中压缸及中、低压导管上开孔抽汽超高压机组亚临界机组及超临界、超超临界机组的高压缸排汽中压缸排汽参数如下表：大型凝汽机组参数机组初参数超高压亚临界超临界超超临界初参数130/535/535160/550/550235/566/566250/600/600高压缸排汽25/31736.8/34040/30061.8/363中压缸排汽2.5/23810/3009.4/36311/383从上表可以看出超高压机（125MW、200MW）及亚临界机组从中、低压缸导管上抽汽供生活用汽（采暖、空调、洗浴等）是可以满足的特别是供热水网负荷在20km内是没有问题的。供工业用汽（0.8-1.3MPa）用高压缸排汽由于参数高需要节流造成了可用能损失用中压缸排汽由于参数低需要节流造成了可用能损失用中压缸排汽由于参数低不能满足要求。第三种改造大型凝汽式机组为供热机组的方法是利用压力匹配器（蒸汽喷射器）将高于供汽压力和低于压力的两种蒸汽混合满足供汽压力要求。用压力匹配器改造大型凝汽机组为供热机组的优点是改造工作量小机组本体基本上可以不改变供热参灵敏稳定调节范围大在机组滑参数运行过程中可以稳定供热参数不变。除了利用高压缸、低压缸排汽供热外还可以作回热抽汽器的抽汽供热。下面介绍几种利用压力匹配器将大型凝汽机组改造为供热机组的可行方法。一、压力匹配器的原理及效率压力匹配器的基本原理和蒸汽喷射压缩器相同是利用高压蒸汽作动力来提升低压蒸汽的压力为了适应抽汽供热的需要与汽轮机的调节汽门的喷咀调节相似压力匹配器采用多喷咀结构根据外供汽量的大小调整喷咀开启的数量及开度大小以保证在外供汽量变化时压力匹配器保持较高的效率压力匹配器的热力过程表示在焓熵图上如下：图1压力匹配器的热力过程图在匹配器前工作流体的状态用A点来确定：焓为ip压力为Pp；在匹配器前引射流体的状态用D点来确定：焓为iH压力为pH在喷射系数u给定的情况下在匹配器出口压缩流体的焓ic根据能量守恒定律来确定：（1）在无损失的理想匹配器中在i-s图上压缩流体的状态用直线AD与ic=常数之直线的交点C’来确定这点的熵是sc’。通过C’点所作的等压线决定了在压力匹配器后压缩流体的压力pc’。压力匹配器的实际过程具有损失因此在实际压力匹配器后压缩流体的熵值sc比sc’大而压缩流体的压力pc比pc’低压力匹配器中的损失愈小压缩流体的压力pc愈接近于pc’。进入匹配器的工作流体在喷嘴里和在混合室的入口段上压力从pp膨胀到p2。在膨胀末了工作流体的状态用R点来确定。由于（Hp+Hk）热能转变成动能的结果工作流体在圆柱形混合室入口截面上的速度达到wp2速度系数是考虑工作流体的膨胀损失。这里Hp和Hk是相应于工作流体从P1等熵膨胀到PH和从PH等熵膨胀到P2时的焓降。在混合室的入口段上引射流体从压力PH膨胀到压力P2。在膨胀末了引射流体的状态用M点来确定由于HK热能转变成动能的结果在圆柱形混合室入口截面上引射流体的速度达到WH2速度系数是考虑引射流体的膨胀损失。在混合室里进行混合流体速度的均衡和压力的提高在混合室末端流体的状态用E点来确定这时流体具有平均速度W3和静压力P3。往下流体进入扩散器在扩散器中动能转换成势能或热能在扩散器后流体的状态用C点来确定流体的静压力等于Pc它的焓等于ic它的熵等于sc。在取同样的喷射系数（u=不变量）或取同样的焓（ic=不变量）的情况下在扩散器出口处实际压缩器的压缩流体压力Pc低于理想压缩器的压缩流体的压力pc’（pc＜pc’）因为在实际压缩器中发生的过程是不完善的。压力匹配器的效率我们可以用动力机械常用的等熵效率来定义压力匹配器的效率（2）式中：u——引射系数——驱动蒸汽等熵膨胀到吸入蒸