混合式減溫器

混合式減溫器是一種用於保證減溫水在減溫器內部蒸發，以免水珠接觸過熱器聯箱內壁引起熱交變應力導致疲勞破壞的設備。當減溫器聯箱同時亦是過熱器分配聯箱時，還要求減溫器出口蒸汽溫度均勻，以防止因分配聯箱進入過熱器的蒸汽溫度不同導致下一級過熱器工作條件的惡化。

基本介紹

• 中文名：混合式減溫器
• 外文名：Hybrid desuperheater
• 學科：電力工程
• 領域：工程技術
• 範圍：能源

簡介

混合式減溫器的作用是通過減溫水與過熱蒸汽的直接接觸使減溫水蒸發，並與過熱蒸汽混合達到降低汽溫的目的。減溫器設計的任務是保證減溫水在減溫器內部蒸發，以免水珠接觸過熱器聯箱內壁引起熱交變應力導致疲勞破壞。當減溫器聯箱同時亦是過熱器分配聯箱時，還要求減溫器出口蒸汽溫度均勻，以防止因分配聯箱進入過熱器的蒸汽溫度不同導致下一級過熱器工作條件的惡化。

混合式噴水減溫器分類

我國混合式噴水減溫器共五種：

1.單噴頭直套筒減溫器；

2.水室式文氏管套筒減溫器；

3.旋渦式噴頭文氏管套筒減溫器；

4.笛形管直套筒減溫器；

5.環向進水式直套筒減溫器。

單噴頭減溫器結構比較簡單，設備損壞的形式有：噴頭斷裂—發生在蘇制sxa-220-100s型爐、哈鍋HG-220/100-1型滬、東鍋DG-120/39-1型爐，套筒壓扁-發生在哈鍋HG-220/100-1型爐；套筒移位-發生在哈鍋HG-220/100-5型爐。

水室式減溫器結構比較複雜，它是利用文氏管喉部高速氣流所形成的負壓增大噴水壓差。因此它可以適用於自冷凝噴水減溫器及使用省煤器出口水作為減溫水的情況下。我網鍋爐文氏管結構基本為四種即哈鍋系列、捷克爐型、瑞典爐型及元滑過渡型四種。設備出現的問題有套簡移位、支板(或支柱、開裂、進水管套管根部焊縫開裂、水室損壞等.發生這類問題的有蘇制TII-82型爐、哈鍋HG-410/100-1型爐、哈鍋HG-230/100-1型爐、哈鍋321-230/100-1型爐。

旋渦式噴頭減溫器利用水流高速旋轉使減溫水霧化，從而減少水珠的直徑，增大汽水間擾動強度達到縮短蒸發段長度的目的。它是為解決單噴頭噴咀噴水量受限制而設計的一種結構，可用於大容量鍋爐機組。

笛形管式減溫器用於二次汽系統減溫，見哈鍋HG-410/140-1型爐和HG-670/140-1型爐；用於主汽溫調節，見日本RBP-170/250型機組(至今運行2-3年，未見異常)及義大利32萬千瓦機組。

環向進水式減溫器結構最為簡單，汽水阻力最小，見東德EKM-200/100型爐，已有10多年運行年限(由於該爐汽溫偏低，實際減溫器投入運行的時間並不長)，未見異常。

複合式減溫技術電站鍋爐減溫器上的套用

鍋爐燃燒效率和分離器分離效率均較高，能夠達到額定設計參數，但鍋爐主汽溫度較難控制，經常出現超溫現象，影響鍋爐的正常運行。經分析主要有以下幾方面原因：

1）鍋爐給水溫度較低。此鍋爐設計給水溫度為150℃，實際運行時鍋爐的給水溫度僅為105℃，易造成鍋爐主汽超溫。

2）燃燒成分和粒度變化較大。本鍋爐設計煤種為褐煤，實際運行煤種為褐煤、煤矸石和煤泥等組成的混煤。因褐煤的自身熱爆性較強，且和煤矸石一起破碎使之與褐煤的正常燃用粒度相比，粒度偏小，尤其是在褐煤和矸石中又摻有煤泥，致使高溫煙氣中的細粉偏高，大大強化了兩級過熱器的對流換熱，導致鍋爐主汽超溫。

3）電站鍋爐一般採用表面式和噴水式2種減溫器對鍋爐主汽溫度進行調節。本鍋爐採用表面式減溫器調節鍋爐主汽溫度，和噴水式減溫器相比，減溫器的減溫能力較差。

在上述諸多不利的運行條件下，為解決鍋爐主汽超溫，只有2種有效方法：

①將現有表面式減溫器改為減溫能力較強的噴水式減溫器；

②通過對現有表面式減溫器進行改造來提高減溫器的減溫能力。

如果採用單一的噴水減溫器，當噴水量過大時，容易引起低溫過熱器超溫，影響其使用壽命。因此，經綜合考慮技術人員認為對現有表面式減溫器進行改造是最佳的解決方案，將現有單一的表面式減溫器改為以表面式減溫器為主噴水減溫器為輔的新型複合式減溫器。這樣不僅可以提高鍋爐的減溫能力，節省改造投資，還可以有效保護低溫過熱器。

與採用單一噴水減溫器相比，此輔助式噴水減溫器的調節能力較差，只能根據鍋爐負荷的變化而引起的汽水側壓差的大小進行自調節，如果噴水量過大將直接影響鍋爐的安全運行。因此，在改造前必須對輔助噴水減溫器減溫能力進行估算，確定噴嘴的噴水量。為了確定噴嘴的噴水量，結合鍋爐的實際運行參數，搭建了冷態實驗台，對噴嘴的噴水量進行了測試。在確定了噴嘴的噴水量後，才能在現有減溫器結構下，根據噴水減溫器的特性進行噴嘴的最佳化布置。

噴嘴數量的確定與最佳化布置

因為此輔助噴水減溫方式調節能力較差，為了保證鍋爐的安全運行，應遵循以表面式減溫為主，噴水減溫為輔的基本改造原則。因此，輔助噴水減溫器的減溫水量不宜過大，以免影響主汽溫度的控制，其值控制在1000kg/h左右較為合適。

由冷態試驗可知，當噴水動力在0.25～0.5MPa之間時，每個噴嘴的流量在145～190kg/h 之間，按上述原則經計算可布置4個噴嘴，則總噴水量在580～760 kg/h 之間。

根據原表面式減溫器的結構特點，並考慮噴水減溫器的運行特性，將4個噴嘴布置在冷卻水進水管上兩側較為合適，其角度應避開蛇形管和減溫器殼體，以免引起較大的溫差應力。這種布置具有3個優點：

1）可將水直接噴在減溫器下半部的護板上，能夠有效保護減溫器殼體，防止水直接噴在殼體壁上，引起溫差應力而產生裂紋；

2）噴嘴布置在減溫器兩側蒸汽入口（低溫過熱器出口）管間，距離蒸汽出口（高溫過熱器入口）較遠，可相對延長噴水減溫的汽化長度；

3）便於噴嘴安裝，保證安裝質量。

總結

採用前述複合式減溫技術對35t/h循環流化床電站鍋爐表面式減溫器進行改造，將單一的表面式減溫器改造為以表面式減溫器為主噴水減溫器為輔的新型複合式減溫器，大大提高了鍋爐的減溫能力，鍋爐主汽溫度得到了有效控制，保證了鍋爐的安全穩定運行，證明複合式減溫技術在35t/h電站鍋爐減溫器改造上的套用是非常成功的。此技術不僅簡單易行，而且效果顯著，為解決中小容量電站鍋爐主汽超溫問題提供了有益的參考。

和採用單一表面式減溫器相比，複合式減溫器套用了噴水減溫器技術，噴水減溫器對鍋爐減溫水水質要求較高。