一、压力匹配器的结构及工作原理
汽轮机压力匹配器的基本构造及原理见下图1:
图1
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。为了适应供热的需要,与汽轮机的调节汽门的喷嘴调节相似,压力匹配器采用多喷嘴结构,根据外供汽量的大小,调整喷嘴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。因此它是以消耗高压蒸汽的能量来提高低压蒸汽的压力,再利用高压(驱动)蒸汽通过喷嘴超音速喷射,在喉部形成低压,将低压蒸汽吸入,再经混合扩压,达到将低压蒸汽升压的目的。
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η=u△h2/(△hp-△h2)
式中: u——引射系数△hv——驱动蒸汽等熵膨胀到吸入蒸汽时的焓降△h2——吸入蒸汽等熵压缩到输出时的焓升。
二、压力匹配器和抽汽式汽轮机的联合运行
某化工厂有一台C3—35/5抽汽式汽轮机,原生产用汽20t/h、0.5MPa,后上了一套新装置,用汽压力需0.8MPa,用汽量10t/h,比原生产用汽减少10t/h。0.8MPa的生产用汽汽轮机抽汽不能满足,只好用锅炉新蒸汽减通过温温减压器供热。后来选用汽轮机压力匹配器代替减温减压器,压力匹配器的引射系数为0.6,可引射0.5MPa的汽轮机抽汽3.75t/h,可多发电326kwh(汽耗按11.5kg/kwh)。年运行6000小时,每年增加发电量195.6万度,每度电利润按0.2元计算,每年增加经济收入39.1万元。而设备及安装费用为12万元,投资回收期为12/39≈0.3年。压力匹配器和抽汽机联合运行的系统图如下:
图2
三、压力匹配器和背压机联合运行
某石化公司腈纶厂,生产需要1.6MPa、220℃的蒸汽16t/h。该厂自备电站背压机排汽压力1.0MPa、300℃,压力满足不了生产用汽的要求,而用3.5MPa、435℃的新蒸汽通过减温减压器供给,后改用压力匹配器供汽。压力匹配器和背压式汽轮机联合运行的系统图如下图3:
图3
该系统和上面的系统的区别是增加了一套减温装置。由压力匹配器输出的蒸汽温度比汽轮机排汽温度高,对使用饱和蒸汽的用汽设备,需要装设减温装置。在该系统参数下压力匹配器的引射系数为0.4,在输出汽量16t/h时,可引射背压汽4.6t/h,可增加发电量317kwh(汽耗发14.5kg/kwh计)。年运行6000小时,增加发电量190万度,每度电利润按0.2元计算,年创利润38万元,设备及安装费用15万元。投资回收期为15/38≈0.4年。
四、利用压力匹配器提高大型凝汽式汽轮机组供热的方法(以300MW和600MW机组举例)
300MW和600MW机组进汽参数为亚临界参数,16.5MPa,550℃,再热参数为3.48MPa,550℃。8级回热抽汽抽汽压力分别为5.16、3.58、1.46、0.744、0.44、0.27、0.0819、0.0172MPa,其中压力为5.16MPa和3.58MPa的抽汽可以作为压力匹配器驱动蒸汽。
300MW和600MW机组再热导管冷端压力4.0MPa,温度300℃,热端压力3.9MPa,温度550℃,欲混合成3.9MPa,450℃的蒸汽。而两种不同参数的混合也要借助于压力匹配器,该种压力匹配器的原则性系统图如图4:
图4
1、蒸汽混合器;2、温度调节阀;3、压力调节阀;4、压力变送器;5、温度变送器;6、仪表箱;7、电动执行器
再热器前后两种蒸汽进入混合器1,进行混合,再通过压力调节阀3保证出口压力在输出流量变化时稳定。压力变送器的讯号通过仪表箱中的智能压力调节器控制调节阀3,控制出口压力。温度变送器的讯号通过仪表箱中智能温度调节器控制调节阀2,控制出口温度。压力和温度自动控制系统既可以封闭控制,也可以接入DCS系统,实现计算机控制。
上述再热器冷端和热端的混合汽可供给中压背压式机组,估算300MW机组抽60t/h,600MW机组抽118t/h对机组的安全运行没有影响。以300MW为例,再热器前后共抽汽60t/h,减少发电量约18000KW。扣除背压机发电6000KW,实际少发电12000KW。机组在该工况下的发电量为288000KW,其中11000KW为热化发电量。热化发电量煤耗按136g/kwh计算,凝汽发电量煤耗按312g/kwh计算,平均发电煤耗为305.3g/kwh,年运行6000小时,年节标煤11616吨/年。
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浅析利用压力匹配器提高汽轮机组供热效率之方法
来源：南粤论文中心 作者：钱勇 邵春祥 发表于：2010-11-24 10:03 点击：次
【关健词】压力匹配器 汽轮机 供热
本文提出了利用压力匹配器提高汽轮机组供热效率的方法,说明了改造的必要性,并阐述了压力匹配器的原理及应用。
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