铁岭发电厂4号300MW机组凝汽器安装导流板前、后性能试验报告

1、上海吴泾第二发电厂2号600mw机组凝汽器性能鉴定试验tpri合同编号：0202-026f报告编号：铁岭发电厂4号300mw机组凝汽器安装导流板前、后性能试验报告国 电 热 工 研 究 院电 站 运 行 技 术 中 心二二年七月iitpri 国电热工研究院电站运行技术中心技术报告合 同 编 号：0202-026f课题承担单位：国家电力公司热工研究院电站运行技术中心课题负责人：主要工作人员：课题起止日期：报告编写人： 校阅：审核：批准：摘 要铁岭发电厂4号汽轮机凝汽器安装有铁岭科技发展有限公司生产的低压缸排汽导流板装置。为了验证该装置汽轮机排汽的影响，进行了4号汽轮机凝汽器安装导流板前、后性能试

2、验。试验结果表明，安装低压缸排汽导流板对汽轮机的背压有明显改善。关键词：汽轮机 凝汽器 导流板 性能试验目 录1、概况12、设备规范13、凝汽器性能试验的目的和内容24、凝汽器性能试验标准25、试验测点及仪表36、试验要求和方法37、试验结果计算方法和公式48、凝汽器性能试验结果79、结论9iii1、概况铁岭发电厂4号n30016.7/537/537汽轮机是由哈尔滨汽轮机有限公司制造的300mw亚临界、中间再热、双缸双排汽、单轴、凝汽式汽轮机。配套的凝汽器型号为n15770、表面式、双壳体、双流程、横向布置，凝汽器由接颈、壳体、水室、冷却管束等组成，机组的7、8号低压加热器位于凝汽器颈部，配有

3、胶球清洗装置。凝汽器冷却水系统采用闭式冷却水系统，抽气器采用水环式真空泵。每台机组配置两台汽动泵和一台电动泵，小汽机排汽进入主凝汽器。4号汽轮机凝汽器安装有铁岭科技发展有限公司生产的低压缸排汽导流板装置。为了验证低压缸排汽导流板装置对汽轮机排汽的影响，受铁岭发电厂委托，进行导流板安装前、后4号汽轮机凝汽器性能试验。5月30进行了导流板安装后凝汽器性能试验，6月17日进行了导流板拆除后凝汽器性能试验。整个试验工作得到铁岭发电厂的大力支持，在此表示感谢。2、设备规范2.1汽轮机型号：n30016.7/537/537型式：亚临界、中间再热、双缸双排汽、凝汽式额定功率：300 mw额定主蒸汽流量：91

4、1 t/h主蒸汽压力：16.67 mpa主蒸汽温度：537 再热蒸汽压力：3.26 mpa再热蒸汽温度：537 额定排汽压力：537 mpa循环水温度：537 最终给水温度：537 热耗率：7954.9 kj/(kw.h)汽耗率：3.035 kg/(kw.h)2.2 凝汽器型号：n15770型表面式凝汽器冷却面积：15770 m2冷却水量：28162 m3 / h 冷却水温：20 冷却水温升：10.92 清洁系数：0.8凝汽器背压：5.39 kpa水阻：48 kpa冷却管材质：黄铜， 白铜冷却管规格：251 mm， 251.5 mm冷却管数量：16580+582根 1832根凝结水含氧量：30

5、40 ppb3、凝汽器性能试验的目的和内容验证低压缸排汽导流板装置对4号汽轮机凝汽器性能的影响。通过导流板安装前、后性能对比试验，得出安装导流板后凝汽器性能的改善程度，主要是反映相同蒸汽负荷率下凝汽器压力的变化。4、凝汽器性能试验标准4.1 按照jb/t334493凝汽器性能试验规程进行，并参照asme ptc12.21983蒸汽凝汽设备热力试验规程及相关标准；4.2 standards for steam surface condensers seventh edition，heat exchange institute (hei)，1978。(美国传热学会标准)4.3 国际公式化委员会19

6、67年水和水蒸汽性质表。5、试验测点及仪表铁岭发电厂4号汽轮机凝汽器安装导流板前后性能试验测点清单及仪表，见表1。表1 铁岭发电厂4号汽轮机凝汽器性能试验测点清单及仪表序号 测 点 名 称数量仪 器1机组负荷1运行表计2主蒸汽压力1运行表计3主蒸汽温度1运行表计4a侧凝汽器压力2绝对压力变送器5b侧凝汽器压力2绝对压力变送器6a侧凝汽器循环水入口温度1铂电阻pt1007b侧凝汽器循环水入口温度1铂电阻pt1008a侧凝汽器循环水出口温度1铂电阻pt1009b侧凝汽器循环水出口温度1铂电阻pt10010凝汽器循环水流量1control 1010型超声波流量计11凝汽器热井水温1铂电阻pt100为

7、了检验导流板是否对汽轮机排汽有节流作用，在导流板装置的上、下方各安装了两个带网笼探头的绝对压力测点。6、 试验要求和方法6.1 试验仪表安装正确；6.2 凝汽器及相关设备处于正常运行状态，并能长期连续运行；6.3 机组真空严密性良好，真空下降率达到试验要求；或安装导流板前后真空严密性一致；6.4 凝汽器及冷却水管道足够清洁；或安装导流板前后清洁度一致；6.5 试验时4号机保证单元制运行，安装导流板前后尽量保持机组运行状态一致；6.6 调整负荷为300mw、240mw和210mw，主机和凝汽器及相关设备运行参数稳定；6.7 主机负荷为300mw、240mw和210mw时，两台循环水泵运行，调整凝

8、汽器循环水出口门开度为100% ；6.8 凝汽器性能试验期间不得向凝汽器补水；6.9 每个工况稳定运行30分钟，数据记录30分钟，数据采集系统和循环水流量采集时间间隔分别为1分钟和5分钟。7、 试验结果计算方法和公式7.1 对数平均温差mt的计算公式 (1)式中： mt 对数平均温差； 1t 初始温差，值为tst-t1t ； 2t 终端温差，值为tst-t2t ； tst 凝汽器压力对应的饱和温度； t2t 试验循环水的出口温度； t1t 试验循环水的进口温度；7.2 凝汽器试验热负荷qt的计算公式 (2)式中： qt 凝汽器试验热负荷；kw gwt 试验循环水流量；kg/scpt 试验循环水

9、的平均温度下的比热容； kj/(kg.)表2 冷却水的比热容和密度温度()05101520253035比热容(kj/(kg.)4.21614.20664.19524.18744.18354.17924.17794.1800密度(kg/m3)999.91000.0999.7999.1998.2997.4995.9993.67.3 试验凝汽器总体传热系数kt的计算公式 (3)式中： kt 试验凝汽器总体传热系数；w/(m2.) a 凝汽器面积。7.4 美国传热学会(hei)标准中的总体传热系数khei的计算公式(4)(5)式中：khei 根据(hei)标准计算的总体传热系数；w/(m2.)k0 基

10、本传热系数；w/(m2.)c1 系数，根据管内径查表3； 冷却管管内平均流速；m/sc 清洁系数；t 循环水进口温度对传热系数的修正系数，根据循环水进口温度查图1；m 管材和壁厚对传热系数的修正系数，根据管材和壁厚查图2。表3 系数c1d2 (mm)161922252832353841454851c1274727052664262325822541图1 循环水进口温度对传热系数的修正系数t图2 管材和壁厚对传热系数的修正系数m7.5 试验工况的凝汽器总体清洁系数cft的计算公式 (6)式中：cfd 根据(hei)标准计算总体传热系数khei时选取得清洁系数，与cd相同；单位为w/(m2.)。7

11、.6 根据美国传热学会(hei)标准，试验测定的循环水流速、循环水进口温度、清洁系数对试验总体传热系数kt的修正计算公式 (7) (8) (9) (10)式中： kc 修正后的总体传热系数； f 流量差异的修正系数； ft 水温差异的修正系数； fc 清洁系数差异的修正系数。7.7 凝汽器压力的修正计算公式 由于凝汽器性能试验时，循环水进口温度不可能恰好为设计值(20 )、循环水流量也不可能与设计值相同，因此，根据规范要求，应对试验凝汽器压力进行循环水进口温度和流量的修正，修正至设计循环水进口温度和流量，修正后的凝汽器压力由下式确定： (11) (12)式中： tsc凝汽器压力饱和温度修正值；

12、 t1d 设计循环水进口温度 (20)； x 修正总体传热系数后的对数平均温差系数； tc修正至设计循环水进口温度和流量时的温升； tc修正至设计循环水进口温度和流量时的端差。8、 凝汽器性能对比试验8.1 安装导流板前、后机组的真空严密性试验5月30日上午进行安装导流板装置后机组真空严密性试验，真空下降率为：877pa/min6月17日上午进行导流板拆除后机组真空严密性试验，真空下降率为：865 pa/min两次的真空下降率基本相同，从而保证导流板拆除前、后漏入空气对凝汽器性能影响的一致性。8.2 安装导流板前、后凝汽器性能试验数据和计算结果5月30日进行安装导流板后凝汽器性能试验，调整主机

13、负荷为300mw、240mw和210mw，两台循环水泵运行，调整凝汽器循环水出口门开度为100%。5月30日凝汽器性能试验完成后，4号机立即停机，待冷却后，由电厂检修人员对低压缸排汽导流板进行拆除。在拆除的过程中，没有对凝汽器的其它部位以及机组系统及设备进行处理，从而保证了机组和凝汽器在导流板拆除前、后的状态一致。6月17日进行导流板拆除后凝汽器性能试验，调整主机负荷为300mw、240mw和210mw，两台循环水泵运行，调整凝汽器循环水出口门开度为100%，试验中机组状态基本与5月30日的试验状态保持一致。在机组状态、真空严密性基本一致的情况下，两次试验计算结果只修正了循环冷却水温度和流量对

14、凝汽器性能的影响。凝汽器拆除导流板前、后性能试验数据和修正到设计工况的计算结果见表5。由实测数据的计算结果，推导出凝汽器在不同循环冷却水温度下，循环冷却水流量为28162m3/h时的凝汽器蒸汽负荷率与机组背压的关系，见表6。循环冷却水温度20、设计循环水流量下的凝汽器压力曲线见图3。9、 结论9.1 在循环冷却水进口温度20、流量为28162m3/h时，4号机安装导流板后凝汽器性能和安装导流板前凝汽器性能相比：蒸汽负荷率为70%时，背压下降0.21kpa；蒸汽负荷率为80%时，背压下降0.27kpa；蒸汽负荷率为90%时，背压下降0.37kpa；蒸汽负荷率为100%时，背压下降0.52kpa。

15、9.2 在循环冷却水进口温度25、流量为28162m3/h时，4号机安装导流板后凝汽器性能和安装导流板前凝汽器性能相比：蒸汽负荷率为70%时，背压下降0.24kpa；蒸汽负荷率为80%时，背压下降0.32kpa；蒸汽负荷率为90%时，背压下降0.44kpa；蒸汽负荷率为100%时，背压下降0.60kpa。9.3 在循环冷却水进口温度30、流量为28162m3/h时，4号机安装导流板后凝汽器性能和安装导流板前凝汽器性能相比：蒸汽负荷率为70%时，背压下降0.29kpa；蒸汽负荷率为80%时，背压下降0.38kpa；蒸汽负荷率为90%时，背压下降0.52kpa；蒸汽负荷率为100%时，背压下降0.

16、72kpa。9表5 铁岭电厂4号汽轮机凝汽器安装导流板前后性能试验数据及修正到设计工况的计算结果名 称单 位设计工况安装前安装后工 况/123456日 期/6月17日6月17日6月17日5月30日5月30日5月30日时 间/20:20-20:5008:10-18:4015:45-16:1515:30-16:0010:30-11:0014:20-14:50主汽压力mpa16.716.19716.20516.3316.316.3316.09主汽温度537536.71536.62531.11535.7533.25534.21发电机功率mw300209.71241.04293.97210.924129

17、3循环泵运行方式/2台2台2台2台2台2台2台a侧循环水出口门开度%100100100100100100100b侧循环水出口门开度%100100100100100100100循环冷却水量m3/h28162279842809028773286762867628676凝汽器热井温度33.7442.8645.2046.3339.9139.4541.84循环水进口温度2027.8529.3629.0225.4624.7325.69循环水出口温度30.9236.5739.3040.6433.9934.0936.99凝汽器压力kpa5.398.699.7610.477.427.338.34循环水温升10.

18、928.729.9411.628.529.3511.30凝汽器压力下饱和温度34.2443.1145.3646.7340.1039.8942.33凝汽器冷却面积m215770157701577015770157701577015770实测凝汽器热负荷mj/h1.28e+061.02e+061.17e+061.40e+061.02e+061.12e+061.35e+06续表5 铁岭电厂4号汽轮机凝汽器安装导流板前后性能试验数据及修正到设计工况的计算结果名 称单 位设计工况安装前安装后工 况/123456总体传热系数kskw/m2.3.021.742.012.261.842.032.39传热端差3

19、.326.546.066.096.125.805.35过冷度0.500.250.160.400.190.430.50冷却管总通流面积m23.913.913.913.913.913.913.91冷却水管内流速m/s2.001.991.992.042.042.042.04流速系数c1/2705270527052705270527052705基本传热系数k0kw/m2.3.8243.8123.8203.8663.8593.8593.859冷却水进口温度修正因子/0.9801.0581.0681.0661.0431.0371.044管材与壁厚修正系数bm/1.0081.0081.0081.0081.0

20、081.0081.008蒸汽负荷率%100.0071.2881.8698.1073.5480.6497.66修正后总体传热系数kw/m2.3.021.621.842.061.711.902.23修正后的循环水温升10.928.669.9211.878.689.5311.50修正后的端差3.327.306.916.996.746.355.96修正后的凝汽器饱和温度34.2435.9636.8338.8735.4235.8837.46修正后的凝汽器压力kpa5.395.936.226.945.755.906.4311表6 流量为28162m3/h时，不同循环水温度下安装导流板前后凝汽器压力变化后冷却水进口温度名 称单 位数 值蒸汽负荷率%6070809010010510装前压力kpa3.753.803.95