前置整流器在火电机组节能中的作用.doc

北京中电绿波科技有限公司
带自动除污功能的前置整流器
在机组节能中的作用
1 前置整流器名词解释
前置整流器是绿波科技在电厂机组节能重要环节 – 凝汽器循环冷却水整流与过滤方面提出的新的概念。是理论知识与实际应用相结合的结晶。
1.1 什么是前置整流器？
所谓整流器，就是调整改变管道内液体流场的装置。循环水进入凝汽器之前，是经过垂直弯头后进入凝汽器水室的。一是由于管内流动的流体，存在着边界层的现象；二是经过弯头后流速改变。整流器结构设计，可以显著控制边界层的发展，使流过整流器的水流按流道截面积涡流均匀分割。将流速不均匀的液态流（包含漩涡，二次回流），调整为相对均匀的层流流动状态；整流的目的就是消除漩涡与二次回流，改善流体的流场性能。

绿波科技前置整流器的型号为WF。
所谓前置，就是把整流器安装在凝汽器入口相对较近距离范围内。
1.2 前置整流器与二次滤网有何不同？
大家常说的二次滤网，是绿波公司WF系列前置整流器功能之一。二次滤网只能起到过滤水内杂质的作用。而绿波科技设计的前置整流器，主要作用就是对流场进行整流。同时也具有自动反冲洗过滤功能。并且此功能还有其不同于其他厂家的显著特点。
2 带除污功能的前置整流器节能机理
2.1 由于其独特的整流作用，平衡了水流流速，显著消除了进入水室水流的漩涡与二次回流。因此，进入整个端板的每个换热管的水流更加均匀。
2.2 其除污功能同时去除了进入凝汽器的杂质，消除了局部换热管堵塞现象。
2.3 由于其独特的整流作用与自动反冲洗功能的实现，也显著提高了凝汽器胶球清洗装置的收球率。这在很多电厂的改造中得到了数据的验证。
上述三项的共同作用的结果，降低了端差，提高了凝汽器的换热效率。
3 如何选择“二次滤网”
3.1 前置整流器的构成（见专利）
传动形式：排污斗固定，滤网旋转。
滤网过滤孔形状：流线井字形
以上两项是绿波科技独有的形式。
3.2前置整流器的安装位置
安装在弯头上部立式管路处，对立管没有安装位置的情况，可考虑卧式安装。
立式安装是北京科技推荐的形式。
3.1 前置整流器设计与制造重点—即解决节能效果如何保障问题
在已经确认前置整流器在电厂节能中作用前提下，就是何时考察其是否满足电厂在安全、操作、检修方面的问题。
实际上，选择一个好的产品，也是摆在用户面前的一个课题。结合我公司多年的实际经验，把产品主要控制目标做一介绍。
A 设备的可靠性与系统的安全性。
设备的可靠性指两方面：
一是设备本身设计先进合理，制造优良。
二是设备本身真实的技术指标，良好的使用（操作）性能，维护方便性。
系统的安全性是指对整套机组的安全运行影响。由于二次滤网的使用环境与介质不同于其他辅机。除了首先在设计与制造方面考虑其可靠性以外，还要考虑在设备或介质在极端情况下对系统安全的影响。滤芯固定式滤网，在发生极端情况下，结果只有两个：一个是大量节流，影响凝汽器冷却效果。第二个是断水停机。而绿波科技的WF型前置整流器，在发生设备或介质极端情况时，在一定压差下，滤网被顶出，打开水流通道。这样设计虽然暂时影响整流与过滤，但首先保证了机组正常运行。在选择合适的时机对滤网进行恢复。因为“二次滤网”出现问题停机会降低符合的厂家很多。给用户造成了不必要的损失。
B 排污效果
前置整流器节能经济指标的实现，也体现在排污效果方面。如果排污效果不好，那么安装其没有任何意义，还可能带来经济损失与安全隐患。排污效果主要是指“清污率”， 带除污功能的前置整流器得清污率可达到95%。
WF型前置整流器采用低压旋冲+压差反冲原理，来冲洗掉集污腔内杂物。当打开排污门时，由于内部水压与出口水压的压差作用，前置整流器内部水流急速流向外部，在排污斗处形成低压区，由于此时有排污斗的拦截，正向水流流入排污斗受阻，因此排污斗流出的大量水流来自排污斗上方整流栅上方（出口）的反向水流。这样在水流反向作用下，拦在集污腔下部杂物就随水流排出了。
排污效果好的原因：
1 整流栅为流线井字型板条经人工窜制而成。因此不易缠绕长的纤维类杂物。
2 由于杂物存在整流栅下方，在排污情况下，杂物受到两个力的作用：杂物本身重力和反向水的冲力。因此杂物很容易排掉。见下图

图3
3 当整流栅下部集污腔旋转离开排污斗时，杂物还受到正向水流的侧旋冲刷。见图3 A—A视图。
4 排污斗内杂物与水的混合流是由小截面流向大截面，因此较大的杂物也能顺利排出。见图3 B—B视图。
从我公司的使用经验来看，滤网旋转，排污斗固定形式排污效果优于滤网固定排污斗旋转形式。我公司两种形式均有设计与生产，我公司就排污效果方面首推使用前置整流器。即滤网旋转，排污斗固定形式。见视频。
C 结构及外形
绿波科技的前置整流器外形相对较小，能较好的选定安装位置，尤其是后期改造工程。由于是安装在立管上，因此有利于运行与检修。
下图为前置整流器外形图

表1 前置整流器外形尺寸
D
L
A
B
C
1000
900
1400
200
800
1200
1000
1600
250
900
1400
1100
1800
300
1100
1600
1200
2000
350
1200
1800
1300
2200
400
1300
2000
1400
2400
400
1400
2200
1400
2600
450
1500
2400
1500
2900
500
1650
2600
1600
3250
500
1800
2800
1700
3550
600
2000
3000
1800
3950
700
2200
D 运行阻力
绿波科技的前置整流器运行阻力小（<3KPa）。这样在循环水泵出力不变的情况下，压头损失最小，避免对胶球清洗装置的收球率造成影响；还可以减少循环水泵出力，降低能耗。
流体阻力主要由摩擦阻力与压差阻力构成，流体流过不同形状流体主要是压差阻力起到主导作用。由于前置整流器的整流格栅采用独特的流线井字形结构，因此，水阻极小。下图为相同迎水截面各种形状物体的阻力对比。
摘自：清华大学教学软件库，网址：

E 故障率
由于没有了立轴传动及90°转向的传动形式，绿波科技的前置整流器从根本上消除了大多数滤网故障发生点。

F 控制系统
绿波科技控制系统的设计更多的考虑了人性化设置，控制面板清晰、实用，能够真实反映运行状态与报警状态。
G 技术支持与售后服务
滤波科技有足够的技术支持人员。能够满足技术改造时安装技术指导、但体育系统调试需要。制造商的选择。并且滤波科技有多名在电厂工作过的技术人员，熟悉电厂系统，能够结合实际运行情况，提出合理化建议。
H 业绩与工厂考察
欢迎各位专家到我公司工厂及客户处考察，并欢迎给我们提出合理化建议。
附1：《一种具有自动反冲洗除污功能的前置整流器》专利首页

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2011.12.01