[发明专利]汽水直混增压方式在电厂锅炉低压加热部分的应用工艺

说明书

一、技术领域：

本发明专利涉及发电用锅炉低压加热部分补水系统的工艺流程，涉及各行业大型发电锅炉，尤其是电厂大型锅炉低压加热部分的补水系统。 

二、背景技术：

目前大型发电用锅炉补水系统工艺流程是将电厂锅炉制出的蒸汽经汽轮机发电后形成的阀汽，经凝结器降温后形成凝结水，再将凝结水逐级升温后再补入锅炉，加热部分通常分为低压加热器部分和高压加热器部分，低压加热器部分目前加热方式均采用汽轮机不同缸内分别抽出压力与温度不同的蒸汽，使用多级(一般为4级或3级)汽水间接式换热器逐级加热锅炉的补水，同时为保证锅炉补水逐级加热，需设计大功率循环泵以逐级克服间接式换热器的流动阻力(该泵通常称为凝结水泵)，将锅炉的补水送至高压加热器部分。其中低压加热器部分的工作原理是：凝结器中的凝结水(14)经凝结泵加压进入第一级低压加热器(1)利用从汽轮机抽出的蒸汽(13)进行汽水间接换热，同时第一级低压加热器(1)利用第二级低压加热器(2)排出的凝结水(5)进行水水间接换热，第一级低压加热器(1)产生的凝结水(6)进入凝结器进行循环利用。第一级低压加热器(1)的供水直接进入第二级低压加热器(2)利用从汽轮机抽出的蒸汽(12)进行汽水间接加热，同时第二级低压加热器(2)利用第三级低压加热器(3)排出的凝结水(4)进行水水间接加热，第二级低压加热器(2)产生的凝结水(5)作为第一级低压加热器(1)的热源进行水水换热。第二级低压加热器(2)的供水直接进入第三级低压加热器(3)利用从汽轮机抽出的蒸汽(11)进行汽水间接加热，第三级低压加热器(3)产生的凝结水(4)作为第二级低压加热器(2)的热源进行水水换热，第三级低压加热器(3)的供水直接进去除氧器(10)进行除氧。 

该工艺流程有以下几方面缺点： 

1、汽水间接式换热器换热效率低，体积庞大，需定期检修以提高换热效率，检修工作量大，同时该换热器消耗蒸汽过多，致使单电煤耗克数提高，电厂发电煤耗增高，冷凝水虽然重复多级换热，但最终还是有部分蒸汽的热量在首级低压加热器无法利用，热量利用率无法达到100％(通常为90％左右)，蒸汽冷凝水打入凝结器降温后从新作为锅炉的补水继续加热。 

2、低压加热部分汽水间接式换热器经换热后的锅炉补水动力来源完全依赖凝结水泵，同时锅炉的补水经过间接式换热器时流动阻力大，设计时必须满足克服所有低压加热部分的换热器的阻力，造成凝结水泵功率过大，消耗电能过大。 

三、发明内容：

为了克服低压加热部分蒸汽消耗过多及必须设计大功率的凝结水泵的不足，本发明专利采用汽水直混增压方式替代发电用锅炉补水低压加热部分工艺流程，不仅占地面积小，同时将蒸汽热利用率提高到100％，降低发电单电煤耗，减少发电耗煤量，大幅降低凝结水泵的设计功率，节约电能。 

本发明专利解决以上问题的技术方案是：在汽轮机不同缸内分级抽出的蒸汽与冷凝水分级并联一组或多组超声速增压器的方式，同时利用汽水混合两项流体压缩比的不同产生增压的功能，凝结水泵设计功率只需考虑满足锅炉补水流量的需求，设计大流量，最低扬程的循环泵，将凝结水(冷凝水)送到低压加热部分首级超声速增压器的水注入端口即可。若是凝结水(冷凝水)灌位置与首级超声速增压器位置设计形成自然压差，凝结水可自动流入首级超声速增压器的水注入端，则可取消凝结水泵设计。 

四、附图说明：

图1超声速增压器结构示意图 

超声速增压器由直管段(1)、三通(2)、变径三通(4)、直管段(6)、蒸汽喷嘴(7)、增压喷嘴(8)、放压喷嘴(9)组成，各部件之间使用螺栓进行连接紧固。直管段(1)的内径为100mm、长度为200mm，三通(2)的内径为100mm、长度为260mm、高度为254mm，变径三通(4)设有检测口(5)其中检测口(5)得内径为54.5mm、高度为103mm，变径三通(4)的内径为100mm、长度为260mm、高度为254mm，直管段(6)内径为100mm、长度为201mm，蒸汽喷嘴(7)的蒸汽进口内径为90mm、出口内径为66mm、长度为310mm、变径处内锥度为40°45′、外锥度为51°33′、变径后内锥度为2°41′、外锥度为3°2′，增压喷嘴(8)进口内径为30mm外径为60mm、出口处内径为98mm外径为100mm、长度为255mm、内部锥度为20°、内部直管段长度为60mm，放压喷嘴(9)进口内径为34mm外径为76mm、出口处内径为99mm外径为100mm、内部锥度为19°、长度为294mm、内部直管段长度为100mm。