技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽轮机排汽冷凝系统的蒸汽喷射抽气装置，具体是一种可以控制抽吸能力的蒸汽喷射抽气装置(两级射汽喷射器)。
相关背景技术
[0002] 通常的汽轮机凝汽系统中，凝汽器维持真空所配置的蒸汽喷射抽气装置，靠一组两级喷射器的运行维持系统的真空。该蒸汽喷射抽气装置在固定的动力蒸汽压力下运行，并配置对应的冷却器，用于冷凝喷射器排出的汽气混合物。
[0003] 喷射器本质上是一个固定容量的设备，因为扩压器的通流面积是恒定的。当动力蒸汽压力下降时，喷射器的抽气能力(吸入压力)在同等负荷下下降，吸入压力将上升(真空下降)。反之，当动力蒸汽压力上升时，喷射器的抽吸能力上升，抽吸压力下降(真空上升)。抽吸性能随动力蒸汽的压力被动改变。
[0004] 为了保证凝汽系统的运行性能，凝汽器的设计进水温度与空冷凝汽器的设计大气温度，一般都选择较为恶劣的参数(较高的温度)。这就使得凝汽器在冷却水采用开式循环时，进水温度在冬季较低时(低于10℃)，或者空冷凝汽器在冬季夜晚时(低于0℃)，凝汽器或空冷凝汽器会出现高真空的运行状态；过低的冷凝压力不利于汽轮机的安全运行，需要及时调整。
[0005] 然而，凝汽器只能靠进水阀门调整(减低)进水量，有限调整凝汽器的真空下降(如图1所示)。而且凝汽器不能在过低的流速下运行，一般冷却水的减少量不能超过30％；所以能够挽回的真空度有限，减少部分冷却水量仍然不能使汽轮机在安全的背压下运行。空冷凝汽器单纯减少进风量也同样面临不能改善过高真空的不利工况。
[0006] 当汽轮机负荷变化时，凝汽器排汽流量和压力的变化需要吸入压力的变化；这种固定结构的喷射器组的抽吸能力就不能满足系统的此类要求。
[0007] 以往的设计抽气装置采用最低的动力蒸汽压力设计，抽吸容量覆盖所有的工况，正常动力蒸汽压力下运行的设计余量长期过度消耗能量。兼顾高负荷的设计余量往往成为低负荷和冬季工况的不安全负担。不能调控的抽吸能力很难顾及性能的保证和汽轮机安全的同时需要，并长期处在过高能耗下运行。
具体实施方式
[0021] 下面结合运行附图所示的实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 如图2所示：现有的蒸汽喷射抽气装置，包括凝汽器1以及接通凝汽器排气出口的抽气装置2；所述抽气装置中：一级喷射器10和二级喷射器11的动力蒸汽进口并联后接入动力蒸汽管路8，中间冷却器14的汽气进口接通一级喷射器的汽气出口并且汽气出口接通二级喷射器汽气进口，后冷却器16的汽气进口接通二级喷射器的汽气出口并且汽气出口接通烟囱3以进行废气排放，凝汽器的汽气出口还接通一级喷射器的汽气进口。
[0023] 以上的凝汽器设计2200平方米，抽气装置的动力蒸汽压力按10Bara，温度240℃设计。运行参数如下表：
[0024]
[0025] 从表中数据可以看出：设计点的水温为夏季平均温度27℃，到了冬季只有7度。导致凝汽器不节水时排汽压力跌到0.0274bara,节水至最低流速1.49m/s(1.5m/s以下容易导致凝汽器换热性能的快速恶化),排汽压力只能挽回至0.03bara。仍不能到汽轮机安全运行的0.05bara以上。动力蒸汽压力波动时，抽气装置的汽耗被动增加，对汽轮机的冷凝压力的降低无实质意义(并不需要)。
[0026] 为此，本发明基于图2所述蒸汽喷射抽气装置所作的改进如下：
[0027] 该蒸汽喷射抽气装置还配设一绝压控制器5；所述后冷却器的汽气出口还通过回流管路5接通所述凝汽器的排气出口，回流管路中装有第二调节阀12；所述绝压控制器通过第三控制线路17接通所述第二调节阀的控制端，从而控制回流管路的回充抽气负荷，使得蒸汽喷射抽气装置的汽气进口获得稳定的支撑压力、使得凝汽器获得合适的冷凝压力。所述动力蒸汽管路上还安装有第一调节阀7；所述绝压控制器通过第一控制线路4接通所述的凝汽器中的传感器(凝汽器的空冷区中需安装压力传感器)以在线感知凝汽器的冷凝压力；所述绝压控制器通过第二控制线路6接通所述第一调节阀的控制端，以根据凝汽器的冷凝压力在线控制动力蒸汽的输入流量，从而在满足工况的前提下始终保持最低的蒸汽消耗量。
[0028] 所述凝汽器配设有冷却水入口1‑1与冷却水出口1‑2。
[0029] 所述中间冷却器配设有冷却水入口，中间冷却器配设有冷却水出口，而中间冷却器的冷却水出口与后冷却器的冷却水进口连通。
[0030] 本发明中的所述有部件、装置均为外购获得。
[0031] 改进后的抽气装置的运行参数如下：
[0032] 工况名称 单位 设计 设计(调压) 冬季(调水调压回充)排汽流量 kg/s 25 25 25
排汽压力 Bar a 0.08 0.08 0.07
排汽焓值 kJ/kg 2350 2350 2339.5
进水温度 ℃ 27 27 7
出水温度 ℃ 37.002 37.002 21.573
总热负荷 kW 54403.7 54403.7 54403.4
3
冷却水量 m/h 4709 4709 3200
管内流速 m/s 2.193 2.193 1.49
两级汽耗 kg/h 345.8 310.5 275.5
调节压力 bara @10bara @9bara @8bara
[0033] 抽气装置按10bara的进汽压力设计，由于配置了第一调节阀7，根据凝汽器冷凝压力的要求反馈。在设计点运行时，进汽压力调整到9bara,喷射器的汽耗下降到310.5kg/h。冬季时可以调整进汽压力到8bara并根据需要开闭第二调节阀12维持系统运行，汽耗可降至275.5kg/h。当动力蒸汽波动时，第一调节阀根据传感器的反馈输出合适的动力蒸汽参数，不会无谓增加维持真空的蒸汽过度消耗。在节能的同时保障了汽轮机的安全稳定运行。
[0034] 本发明所述抽气装置不改变固有的喷射器设计，只是设计参数可以安全地覆盖更广泛的工况要求。动力蒸汽的进汽压力靠绝压控制器根据凝汽器的冷凝压力要求动态地调整，抽气装置运行在各个工况时的汽耗总是最低的。排汽回充弥补了动力蒸汽压力调整范围的不足，使得抽吸能力可以矫正到汽轮机安全运行的真空范围。节省的蒸汽消耗可以在2年内回收增加配置的成本。
[0035] 本发明对开式循环冷却水的凝汽系统稳定极端工况的安全运行，为长期工况的节能减排起到了显著的效果。同时适用于空冷凝汽器这种真空变化范围大的系统，作为节能和安全的蒸汽喷射抽气装置。
