CN111503619A - 一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其包括定排扩容器本体、设置在定排扩容器本体上部的蒸汽管道以及设置在蒸汽管道下端的冷凝水收集装置；本发明在与定排扩容器本体上部连接的蒸汽管道内壁上，焊接一个L型钢板，作为一个简单的容器，用来收集高负荷时蒸汽管道中沿内壁流下来的冷凝水，制作成本非常低，可操作性好，同时能够有效的防止管道内壁上的冷凝水落入定排扩容器本体，污染水质，减少了繁琐的锅炉化学冲洗，提高了机组的稳定性。

Description

一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置

技术领域

本发明涉及一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置。

背景技术

超临界机组的火力发电技术以其高热效率、低污染物排放以及良好的运行灵活性和负荷适应性成为目前世界上先进、成熟和达到商业化规模应用的洁净煤发电技术，也是当今火力发电的主力机组和发电技术研究的一个主要方向。超临界直流锅炉没有汽包环节，给水经加热、蒸发和变成过热蒸汽是一次性连续完成的，随着运行工况的不同，锅炉将运行在亚临界或超临界压力下，蒸发点会自发地在一个或多个加热区段内移动。因此，为了保持锅炉汽水行程中各点的温度、湿度及水汽各区段的位水行程中各点的温度、湿度及水汽各区段的位置为一规定的范围，要求燃水比、风燃比及减温水等的调节品质相当高。

通常给水带入炉内的杂质主要有钙离子、镁离子、钠离子、硅酸化合物、强酸阴离子和金属腐蚀产物等。根据这些杂质在蒸汽中的溶解度与蒸汽参数的关系图得知，各种杂质离子在过热蒸汽中的溶解度及其随蒸汽压力增加的变化情况有很大差别。给水中的钙、镁离子在过热蒸汽中的溶解度较低且随压力的增加变化不大；而钠化合物在过热蒸汽中的溶解度较大且随压力的增加而稳步增加；硅化合物在亚临界以上工况下的溶解度已接近同压力下的水中的溶解度，且溶解度随压力的增加也渐渐增加；强酸阴离子，如氯离子在过热蒸汽中的溶解度较低，但随压力的增加变化较大，硫酸根离子在过热蒸汽中的溶解度较低且随压力的增加变化不大；铁氧化物在蒸汽中的溶解度随压力的升高也呈不断升高趋势；铜氧化物在蒸汽中的溶解度随压力的升高而升高，当过热蒸汽压力大于17MPa时有突跃性增加的情况发生。所以，对于超临界机组给水的铜含量应引起足够的重视。

超临界参数机组热力系统与水工况有极其密切的关系。超临界机组采用直流炉，无法像汽包炉那样通过炉内加药来调整水质，也不能通过排污方式将杂质排除，因此随给水进入炉内的杂质，或沉积在炉管内，或随蒸汽带入汽轮机，给锅炉和汽轮机的运行带来很大的危害。

随着机组蒸汽初参数的不断提高，特别是采用超临界参数后，蒸汽中各种杂质的溶解度增加，沉积在锅炉受热面中的杂质相对减少，而汽机通流部分的沉积物相对增加，以氧化铜最危险。

锅炉范围内有许多系统,而排污系统常被认为是一个小系统,因此往往被忽视,从而造成了设计不同、分工不明、接口配合不好、操作欠妥等。但是,排污系统又是一个非常重要系统,它不仅影响到蒸汽品质的好坏,同时又影响到锅炉运行的安全。一般锅炉给水品质较好,尤其目前高压以上参数的锅炉其给水中杂质含量很低。但由于水在锅炉中不断蒸发而浓缩,炉水的含盐浓度逐步增加,为了保证得到合乎标准的蒸汽品质,炉水的含盐浓度应维持在容许的范围内,随着锅筒的工作压力提高,最大允许炉水含盐量降低。超临界机组的锅炉压力在 24MPa以上，这就要求连续地从锅炉中将盐浓度较高的炉水排出,补充较纯净的给水,这种连续排出含盐浓度较高炉水的方法称为连续排污。一般是从锅筒中靠近水位表面以下引出(锅筒内部装置设计为二段蒸发结构的,排污由盐段引出)。锅炉排污还可以用来适当调节炉水的碱度,除连续排污之外,还有定期排污。定期排污是从蒸发受热面的最低点引出,一般常见设在水冷壁下集箱。定期排污的目的是用以排除炉水中的沉渣铁锈,这种排污是定期进行的,因而称它为定期排污。

热力系统中的杂质主要来源于金属管道和容器在轧制、加工过程中形成的高温氧化轧皮，制造完成后涂覆的防护剂等各种附着物，在存放、运输、安装过程中生成的腐蚀产物，焊渣以及安装完成后残留的泥沙、尘土、水泥和保温材料的碎渣等各种杂物，此外还有机组运行时由于凝汽器泄露随冷却水带入的盐类和由锅炉补给水带入的盐类以及金属本身腐蚀产物等。

超临界机组在调试启动期间，对水质的要求很高。一旦水质遭到污染，则需要进行反复的化学冲洗。

化学清洗的目的：通过对凝汽器、除氧器、低压给水、高压给水系统进行化学清洗，清除设备及管道内部浮污及油脂，改善锅炉给水水质。锅炉的化学清洗是使锅炉受热面内表面清洁、防止受热面因腐蚀和结垢引起事故的必要措施，同时也是提高锅炉热效率、改善机组汽水品质的有效措施之一。清洗的主要目的是为了清除新建锅炉在轧制、加工过程中形成的高温氧化轧皮以及在存放、运输、安装过程中所产生的腐蚀产物、焊渣和泥砂等污物，保证机组启动后汽水品质尽快合格。

来自锅炉的定期排污水为锅炉工作压力下的饱和水，温度高、焓值大，若突然降低其压力，水的汽化点降低，使原来的饱和状态被破坏，一部分水放出过热热量成为新压力下的饱和水，一部分水吸收蒸发潜热而成为蒸汽。这种蒸发成为闪蒸蒸发。定期排污膨胀器就是利用闪蒸蒸发的原理来获得二次蒸汽的，其有一定参数的锅炉排污水从管道突然被输入体积比管道大若干倍的膨胀器后，压力降低，体积增大，从而闪蒸蒸发处蒸汽。同时，定期排污膨胀器依靠离子分离，中立分离和分子摩擦力分离来将气、水分开，从而获得低含盐量的二次蒸汽，排污水从切向管进入膨胀器，使流体旋转，产生的蒸汽沿膨胀器上升，经过一段空间后再通过百叶窗汽水分离装置最后分离，从而完成汽与水的整个分离过程。

超临界机组在大负荷运行时，与定排扩容器上部连接的蒸汽管道，会出现蒸汽冷凝成水滴，沿管壁滑下落入定排扩容器的情况。这种冷凝水会污染机组的水质，如果不及时进行化学冲洗，则会对机组造成巨大的危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，用于超临界机组中，解决与定排扩容器上部连接的蒸汽管道中，由于高负荷造成的蒸汽冷凝成水，沿管道内壁流下，落入定排扩容器中污染水质的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其包括定排扩容器本体、设置在定排扩容器本体上部的蒸汽管道以及设置在蒸汽管道下端的冷凝水收集装置。

进一步的，所述冷凝水收集装置包括沿蒸汽管道内壁设置的环形集水槽。

进一步的，所述环形集水槽由L形板和蒸汽管道的内壁围合而成，所述L形板的一端焊接在蒸汽管道的内壁上。

进一步的，所述L形板为钢板。

进一步的，在所述环形集水槽上连接有排水装置。

进一步的，所述排水装置为安装在蒸汽管道侧壁上的排水管。

进一步的，在所述蒸汽管道的侧壁上设有排水孔，排水孔的位置位于环形集水槽的下部。

进一步的，所述L形板焊接在蒸汽管道的底端。

进一步的，在所述L形板的顶部设有横板。

进一步的，所述横板安装在L形板的竖向板顶部，并且位于L形板的竖向板与蒸汽管道之间。

本发明的积极效果为：

本发明在与定排扩容器本体上部连接的蒸汽管道内壁上，焊接一个L型钢板，作为一个简单的容器，用来收集高负荷时蒸汽管道中沿内壁流下来的冷凝水。

在蒸汽管道底部开孔，与L形钢板形成的简单容器打通，加装排水管，方便将收集到的冷凝水及时排出。

本发明制作成本低，可操作性好，同时能够有效的防止管道内壁上的冷凝水落入定排扩容器本体，污染水质，减少了繁琐的锅炉化学冲洗，提高了机组的稳定性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明L形板结构示意图。

在附图中，

1-蒸汽管道；

2-L形板；

3-排水管；

4-定排扩容器本体；

5-环形集水槽；

6-排水孔；

7-横板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如附图1-3所示，本发明提供一种可用于超临界机组中，与定排扩容器上部连接的蒸汽管道中，由于高负荷造成的蒸汽冷凝成水，沿管道内壁流下，落入定排扩容器中污染水质的解决办法。

本发明包括定排扩容器本体4、设置在定排扩容器本体4上部的蒸汽管道1 以及设置在蒸汽管道1下端的冷凝水收集装置。

所述冷凝水收集装置包括沿蒸汽管道1内壁设置的环形集水槽5，环形集水槽5由L形板2和蒸汽管道1的内壁围合而成，L形板2为钢板，其底板焊接在蒸汽管道1的内壁上。利用环形集水槽5收集蒸汽管道1内壁上冷凝形成的水，同时在环形集水槽5上连接排水装置，可以将收集到的水进行及时排出。

排水装置包括设置在蒸汽管道1的侧壁上设有排水孔6以及安装在排水孔6 上的排水管3，排水孔6的位置与环形集水槽5的下部相对应，以便于将环形集水槽5内的水全部排出。

同时，将L形板2安装在蒸汽管道1的底端，可以尽可能多的收集蒸汽管道 1内壁上的水。

在L形板2的竖板顶部设有横板7，使环形集水槽5形成一个具有顶盖的结构，以防止落入环形集水槽的水滴飞溅出来。当然，横板7与蒸汽管道1的内壁之间需要留有一定的间隙，以保证水可以顺利的下落到环形集水槽5内。

本发明设计简单，制作成本非常低，可操作性好，同时能够有效的防止管道内壁上的冷凝水落入定排扩容器，污染水质，减少了繁琐的锅炉化学冲洗，提高了机组的稳定性。

本发明在安装时还应注意如下问题：

(1)定期排污系统工作特点是间断性工作,当工作时所有零部件的温度达到饱和温度,停止排污后逐渐冷却到室内温度。呈周期性变化且温差大。因此在选择材料时应按锅炉管要求。

(2)定期排污管路布置时,应将一次阀门、排污小集箱尽可能靠近水冷壁下集箱。管路应设置支架,要充分注意热膨胀补偿,以防运行中热应力破坏。

(3)锅炉排污阀、排污管的连接,中、低压可以采用法兰连接,高压以上采用焊接方式连接。

(4)由于定期排污系统由锅炉制造厂和设计院共同设计布置,因此设计与供货应有明确分工,并做好接口配合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于其包括定排扩容器本体（4）、设置在定排扩容器本体（4）上部的蒸汽管道（1）以及设置在蒸汽管道（1）下端的冷凝水收集装置。

2.根据权利要求1所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述冷凝水收集装置包括沿蒸汽管道（1）内壁设置的环形集水槽（5）。

3.根据权利要求2所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述环形集水槽（5）由L形板（2）和蒸汽管道（1）的内壁围合而成，所述L形板（2）的一端焊接在蒸汽管道（1）的内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述L形板（2）为钢板。

5.根据权利要求3所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于在所述环形集水槽（5）上连接有排水装置。

6.根据权利要求5所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述排水装置为安装在蒸汽管道（1）侧壁上的排水管（3）。

7.根据权利要求6所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于在所述蒸汽管道（1）的侧壁上设有排水孔（6），排水孔（6）的位置位于环形集水槽（5）的下部。

8.根据权利要求3所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述L形板（2）焊接在蒸汽管道（1）的底端。

9.根据权利要求3所示的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于在所述L形板（2）的顶部设有横板（7）。

10.根据权利要求9所述的一种提高超临界机组定排扩容器内汽水品质的装置，其特征在于所述横板（7）安装在L形板（2）的竖向板顶部，并且位于L形板（2）的竖向板与蒸汽管道（1）之间。

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