噴水減溫器

什么是噴水減溫器 它有什么特點(diǎn) "para" label-module="para">

向調(diào)溫水蒸氣直接噴入霧化冷卻水，使之蒸發(fā)為水蒸氣并與調(diào)溫水蒸氣良好混合以降低調(diào)溫水蒸氣溫度的裝置，稱為噴水減溫器。

噴水減溫器按冷卻水噴入調(diào)溫水蒸氣的結(jié)構(gòu)不同，可分為文丘里式、旋渦式和多孔噴管式等型式。

噴水減溫器一般布置在兩級(jí)過(guò)熱器之間。因噴水直接與水蒸氣混合，故對(duì)水質(zhì)要求較高。對(duì)給水品質(zhì)好的凝汽式電廠，可直接用給水作噴水。對(duì)給水品質(zhì)較差的中、高壓電廠，還可采用自制冷凝水的噴水減溫系統(tǒng)。

其原理是將部分飽和水蒸氣用給水冷卻成冷凝水噴入減溫器中調(diào)溫。水的噴射依靠冷凝器和減溫器之間的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需專(zhuān)門(mén)的減溫水泵。噴水減溫器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)溫幅度大(可達(dá)50℃--65'C)，調(diào)節(jié)溫度靈敏，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此，鍋爐中普遍采用。缺點(diǎn)為對(duì)噴水品質(zhì)要求高。

噴水減溫器在再熱器中可以使用，但因?qū)ζ啓C(jī)的循環(huán)效率影響較大，不宜用作主要調(diào)溫手段。

我國(guó)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(huán)向進(jìn)水式直套筒減溫器。

單噴頭減溫器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備損壞的形式有：噴頭斷裂—發(fā)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(fā)生在哈鍋HG-220/100-1型爐；套筒移位-發(fā)生在哈鍋HG-220/100-5型爐。

水室式減溫器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它是利用文氏管喉部高速氣流所形成的負(fù)壓增大噴水壓差。因此它可以適用于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(wǎng)鍋爐文氏管結(jié)構(gòu)基本為四種即哈鍋系列、捷克爐型、瑞典爐型及元滑過(guò)渡型四種。設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題有套簡(jiǎn)移位、支板(或支柱、開(kāi)裂、進(jìn)水管套管根部焊縫開(kāi)裂、水室損壞等.發(fā)生這類(lèi)問(wèn)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(zhuǎn)使減溫水霧化，從而減少水珠的直徑，增大汽水間擾動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到縮短蒸發(fā)段長(zhǎng)度的目的。它是為解決單噴頭噴咀噴水量受限制而設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)，可用于大容量鍋爐機(jī)組。

笛形管式減溫器用于二次汽系統(tǒng)減溫，見(jiàn)哈鍋HG-410/140-1型爐和HG-670/140-1型爐；用于主汽溫調(diào)節(jié)，見(jiàn)日本RBP-170/250型機(jī)組(至今運(yùn)行2-3年，未見(jiàn)異常)及意大利32萬(wàn)千瓦機(jī)組。

環(huán)向進(jìn)水式減溫器結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，汽水阻力最小，見(jiàn)東德EKM-200/100型爐，已有10多年運(yùn)行年限(由于該爐汽溫偏低，實(shí)際減溫器投入運(yùn)行的時(shí)間并不長(zhǎng))，未見(jiàn)異常。

一般過(guò)熱系統(tǒng)采取的是噴水減溫作為過(guò)熱汽溫的調(diào)節(jié)方式，分別在屏式過(guò)熱器以及末級(jí)過(guò)熱器入口布置兩個(gè)噴水減溫器，構(gòu)成兩級(jí)噴水減溫系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)減溫器噴水量調(diào)節(jié)主蒸汽溫度，減溫水來(lái)自鍋爐給水系統(tǒng)。本文以末級(jí)過(guò)熱器和布置在其入口位置的噴水減溫器構(gòu)成的末級(jí)過(guò)熱系統(tǒng)為具體的研究對(duì)象，分別對(duì)過(guò)熱器、噴水減溫器進(jìn)行機(jī)理分析，建立其機(jī)理模型 。過(guò)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示：

其中，

針對(duì)過(guò)熱器的實(shí)際結(jié)構(gòu)，一般將各段過(guò)熱器按流程順序相連成一個(gè)整體，并將其視為一根等效單相受熱管，容積和金屬質(zhì)量為各段過(guò)熱器容積和金屬質(zhì)量的總和，同時(shí)不考慮過(guò)熱蒸汽的重位壓降。單相受熱管物理模型如圖3所示：

圖3中，

基于這些簡(jiǎn)化假定，可以根據(jù)流體力學(xué)、熱力學(xué)和傳熱學(xué)等的基本原理，建立起如下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。

（1）質(zhì)量守恒方程（連續(xù)方程）

在管內(nèi)取長(zhǎng)度為dy的微元體，截面積為F，管內(nèi)介質(zhì)的流量是長(zhǎng)度和時(shí)間t的函數(shù)。根據(jù)質(zhì)量守恒

式中，D為管內(nèi)介質(zhì)流量；v為介質(zhì)比容。

（2）能量守恒方程

式中，η為工質(zhì)焓；

（3）管內(nèi)放熱方程

式中，

（4）管壁金屬的熱平衡方程

式中，

最終過(guò)熱器入口溫度擾動(dòng)的傳遞函數(shù)

式中參數(shù)為：