【关于电厂热回收锅炉冷凝器的研究】 电厂冷凝器

关于电厂热回收锅炉冷凝器的研究

一、复循环发电 复循环发电顾名思义是由两个热力循环（Braytoncyde与Rankinecyr.le) 组合而成的发电系统，传统火力机组与复循环机组发电。复循环机组因具打建速 度快(仅须二年即可完成)、环境污染低(以天然气为燃料，排放M为燃煤汽力机组 的一半，且无煤灰处理问题)等优点，是未来发电的主流。但其燃料成本甚高， 约为燃煤的3倍，因此如何将热能充分使用，以降低K运成本，是电厂一直在努 力的目标。

电厂复循环机组是3对1批配（3台气涡轮机对1台蒸汽轮机)，共有15 台气涡轮机及5台蒸汽轮机。以天然气为燃料，天然气与高压空气混合燃烧后进 入气涡轮机做功，热冋收锅炉是将气涡轮机做功后的热燃气(约567弋、324kg/Sec) 冋收再利用的设备，其功用是将冷凝水逐步加热至约为7.8MPA、537t的过热蒸 汽去驱动蒸汽轮机(Rankinecycle172MW/perunitx1unit)。复循环机组发电流程如图 1。

二、热回收锅炉的炉管 热回收锅炉的炉管为交错式_鳍管，现场外观如图2。

管外是圆形鳍片式，作流体为热燃气，温度范闱为560T：-100t。管 内是平滑管，工作流体为水或蒸汽，温度范围为GOTl-SAOt。锅炉共分成7个区 域：1.预热节能器、2.低压蒸发器、3.低压过热器、4.卨压节能器、5.卨压蒸发器、 6.髙压过热器-1、7.高压过热器-2。预热竹能器及高压节能器是将低温水加热成 高温水，低压蒸发器及高压蒸发器是将饱和水加热成饱和蒸汽，低压过热器及高 压过热器-1是将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，髙压过热器-2是将过热蒸汽加热成更 高温过热蒸汽。总括时言，热回收锅炉的加热过程是：
低温水-髙温水-饱和蒸汽-过热蒸汽。管内的水或蒸汽是经过很严格的水处理，其硅土（Si02)含量需小于40PPh,因此管内壁较不易结垢。管外流体为热 燃气，由于没有吹灰设备，管外积垢在运转中无法立即清理，长期运转后，炉管 积垢将影响热回收锅炉性能，必须定期以干冰吹除管孽上的积垢。因此需建立评 咕方法，以做为平时及大修时锅炉保养之依据。本软件除可执行热回收锅炉性能 评估及尺寸设if*外，亦可执行管壁清洁度计算，让维修人员判断何时必须进行清 管作业，以及评估淸管作业之后的效果。

三、冷凝器 在火力及核能电厂中，冷凝器是一个很重要的热交换器，其主要功能 是将低压汽机做功后的蒸汽(干度约为0.91~0.98)凝结为水，再由冷凝水泵将凝结 水打回锅炉系统加热循环0因此冷凝器必须能够将蒸汽完全凝结成水，但凝结水 亦不宜过度冷却以免降低机组效率。冷凝器在电厂热能散失比例约占49%，如表 1。

由表1可知，500MW的机组，满载运转时其冷凝器一天必须排放出 1.4xl010kc.al的热能，因此目前火力电厂均需吸取大量的水作为冷凝器的冷却水。

冷凝器管内的工作流体是水，管外侧为饱和蒸汽。水常使冷凝器管因腐蚀而穿孔 破管，此时必须尽快将该支破管隔离，以防止水流入冷凝水侧进人锅炉，避免炉 管亦受氯浸蚀破管甚至整个锅炉因而报废。因此冷凝器之运转管数在运转时是会 逐渐减少的。洱者，当管子数B降至某个数量时，必须利用大修时将破漏的管子 抽出，更换新的管子（有时亦会考虑更换管材），否则冷凝器将因容量不足，造 成汽轮机背压太高，汽轮机效率因而大幅下降，甚至造成机组无法满载发电。本 软件可执冷凝器的性能评估，让值班人员充分掌握冷凝器运转状况，及让维修人 员对何时换管做正确的决定。

四、总结 电厂冷凝器建造完成后，其空间大小及端板孔径均已固定，所以管外 径、管长均无法再改变。因此冷凝器的维修换管只能更改材质、管厚 (B.W.GBirminghamWireGauge),管数。本软件可执行冷凝器的尺寸设计，在固定 管外径及管长之下，对于不同之管材，执行管内径及管数之设计。

冷凝器之运转压力即为汽机排汽压力。汽机排汽压力高表示汽机的背 压髙，将使汽机出力降低。影响冷凝器运转压力的因素很多，如机组负载、水进口温度、循环水泵运转台数等。通过对可执行冷凝器运转压力的计算，让值班人 员模拟各种情况，使机组运转在最佳状况。

沈平，亚生江·依斯哈克，杨业儒 (作者单位：塔西南电力工程部轮南项目部）