等效热降法在凝汽式机组经济性分析上的应用

1、«等效热降法在凝汽式机组经济性分析上的应用影响凝汽器传热端差的因素及分析2007年12月7日电厂汽轮机12条评论3个引用摘要介绍了影响凝汽器排汽温度各因索之间的关系，找出了机组日常运行屮影响排汽温度的主要因索 是凝汽器传热端差，同时对降低凝汽器传热端差的各项措施进行了详细的分析。关键词 凝汽器；排汽温度：循坏水入口温度：循坏水温升：传热端差；传热系数analysis of influence factorsfor heat-transfer temperature difference of condensorabstract: discussing the relation bet

2、ween the factors which influence the exhaust temperature of condensor, find out the heat-transfer temperature difference of condensor is the main factor. analysis the various steps for reducing the heat-transfer temperature difference of condensor.key words:condensor:exhaust temperature; inlet tempe

3、rature of circulating wat er; temperature rise of circula ting wat er; hea t-t ransfer tempera ture difference; heat-transfer coefficient1前言在热力发电厂屮，凝汽器设备是凝汽式汽轮机的个重要 组成部分，它的作用之一是在汽轮机排汽口形成高度真空， 降低汽轮机排汽温度和排汽压力。因为排汽温度越低，排汽 压力也越低，机组真空就越好，机组效率就越高。由此可见 汽轮机排汽温度的高低，对汽轮机效率影响非常严重。而排 汽温度的高低决定于凝汽器的工作状况，因此，凝汽器工作

4、的好坏就直接影响汽轮机的工作效率。2理论分析由于凝汽器屮的蒸汽压力与其饱和温度是对应的，由文献1可知它们之间的关系是：k 57.66 丿»=如+加+必（2h式中，仪为凝汽器压力，p.； t5为凝汽器排汽温度（指砲和蒸汽温度），c； g为循环 水入口温度，c； at为循环水温升，c； 6t为凝汽器传热端差，c。卩从式（1人（2）可知，要降低凝汽器压力就必须降低心，而蒸汽饱和温度®受循环 水入口温度山1、循环水温升a?和传热端差影响。下面就对影响匚的这三个因素进行初 步分析：32. 1循环水入口温度如a心主要决定干电厂所在地的地理环境和冷却塔的冷却效率，冬季环境温度较低，如低,

5、 夏垂环境温度高，心高；冷却塔冷却效率高，贝i心低，反之亦然。由此可知心受环境和 冷却塔的影响并不能反映出凝汽器工作的好坏。a2. 2循环水温升42由文献2可知,“a 520a/ =m式中，m为凝汽器循环倍率，送=djd八£从上式可以看出，循环水温升主要决定干凝汽器循环倍率，在凝汽器蒸汽负荷一定的条件下，ad主要受循环水量dr的彩响，几増大,降低。对己经按运的发电厂未说, 调节循环水量几只能通过増开循环泵的方式未实现。而循环泵的运行方式对才的影响， 还受循环水泵耗电量的影响，这其实涉及到循环泵的经济调度问题，文献引对此有详细的论述，但循环水温升a?也从根本上不能反映出凝汽器的运行工况

6、。2. 3凝汽器传热端差北a由式(2)分别对循环水入口温度人“循环水温升和传热端差求导数，则有:a2dldtr当一> 1时，5< -< 3st%daidst&dl弘当< 1时，5< -<5(5hstd3t一般情况下，机组只有在低负荷运行时才会出现竺<1，而电厂不可能长期在低负荷3t状况下运行，因此在此只对竺1，即式的物理意义进行说明。式的物理意义是:6t正常情况下，在影响排汽温度®的三个因素中，凝汽器传热端差必広的影响大于循环水温升 加的影响，同时，循环水温升山的影响大于循环水入口温度心的彩响。可见，凝汽器传 热端差“父对凝汽器排汽温

7、度匚起决定作用，综合对式(3)的分析，凝汽器传热端差才是凝汽器传热效果的直接反映，才能从根本上反映凝汽器的运行特性。a3影响凝汽器传热端差的因素3影响凝汽器传热端差的因謁由凝汽器的传热方程可知，蒸汽凝结时传给冷却水的热量q为：aq =亿网一咱=akm糕=。/戸包阳®式中，为凝汽器热负荷，氐为凝汽器总传热系数，卫为滾汽器总换热面积，为循环水登 j为冷却水的比热容，ag为平均传热温差。其中3in3t0(加) < 驱)丿 d(dw)由式(5)、式(6)可得凝汽器传热端差-_ a/=ak dt e通常情况下，对已按运的凝汽器，1是一定的，而勺又变化很小，可认为是一常数，因此从式(7)可

8、知，传热端差的大小受循环水量传热系数上、循环水温升才的影 响。对式(7)中的北分别求k.加的偏导数叫有丄0(少)(d(st) d(3t)> >其式(8)物理意义是：凝汽器循环水温升扌变化及凝汽器总的传热系数k变化对凝汽器 传热端差北的影响要比循环水量 几变化端差处 影响大，并且山变化比丘变化影响大。 根据对式(3)的分析可知，循环水温升受循环水量的影响，尽管a/ 6t影响最大， 但对已按运的机组而言，基本上不变，因而变化不大；因为如果改变不但要考 虑循环泵的经济运行，而且由干改变 久不够灵活，所以电厂一般不把改变久作为降低航iniu的主要丰段。由此可见，生产现场用以降低凝汽器传热端

9、差来提高机组真空的最有效手段就 是提高凝汽器总的传热系数，而提高总传热系数的最有效方法是提高冷却管的清洁度和降低 漏入真空系统的空气増大循环水量久，实质上仍是提高了凝汽器总的传热系数丘， 但研究表明，循环水量几对传热系数的影响小，这也从一个侧面反映了电厂为什么不把 改变dw作为降低和提高上的主要丰段的一个重要原因。a4降低凝汽器传热端差的措施4. 1及时投运胶球清洗装置凝汽器冷却水管表面脏污、结垢，减弱了传热效果，降低了传热系数，从而使端差增大，排汽温度增 大，机组其空降低，为了保持凝汽器冷却水管内表面的清洁和水流畅通，目前电厂最常用的方法就是利用 胶球淸洗装置，通过胶球清洗装置的投运，凝汽器

10、端差一般均能稳定保持在48°c范困内。但目前彩响电 厂胶球淸洗装置的主耍问题是收球率低，因此建议：对收球管进行改造，减少弯头，降低管路阻力，使 收球系统循环畅通：冇条件的还可降低胶球泵位置，以増加胶球泵入口压头，提高收球率。保持活动收 球网表面的光滑淸洁，防止山于收球网表面冇毛刺使胶球粘在收球网表面，降低收球率。保持循环水清 洁，阴止杂物堵塞铜管，或聚集在收球网口影响胶球系统收球。4. 2提高真空系统严密性纯净蒸汽的放热系数达63000kj/(m2hk),凝汽器中有少量空气时为28000 kj/(m2hk)巴若山 于真空系统不严，漏入大量空气，将导致总的传热系数大大降低，从而严重影响

11、传热端差。为了提高机组 真空系统严密性，应在每次人小修时均对凝汽器及真空系统灌水查漏，同时应对运行中处于真空系统的水 位计、低加系统等进行仔细检查，以消除漏气点；在机组变负荷或低负荷运行时，及时调整汽封供汽压力, 防止空气通过汽轮机低压缸汽封漏入；加强真空抽气系统的运行，如果抽气器工作效率降低或故障，即使 真空系统严密，由于抽气器不能冇效的抽吸凝汽器屮的空气，也将使传热系统减小；加强真空系统严密性 试验定期工作的执行，一旦发现真空系统不严，要及消除漏点。提高真空系统的严密性，还有减小凝结水 过冷度的现实意义，一旦运行中过冷度增大，机组的回热经济性将降低。4. 3降低凝汽器单位蒸汽负荷端差随着负

12、荷的增大而升高，并且在循环水景、总传热系数等于常数的条件下，端差同凝汽器负荷成 正比例关系为了减小凝汽器负荷和端差，应该注意以下儿点：髙低压加热器空气串联门开度要适宜， 防止加热器抽汽通过空气串联管人量漏入凝汽器；对凡进入高低压疏水扩容器的疏水门，要经常检查，防 止内漏；保持低加水位，防止低加无水位运行，造成低加抽汽通过疏水管进入凝汽器；凡是开停机或低负 荷开启的疏水门，在机组正常厉耍及时关闭。通过以上措施，可有效减少或防止漏入凝汽器内的高温高压 疏水或蒸汽，从而降低凝汽器热负荷，减小传热端差。4. 4加强汽水品质的管理污垢的导热系数很小，仅为冷却管的1/501/30,因此无论是冷却管外侧(蒸

13、汽侧)或内侧(循坏水 侧)出现污垢，均会导致凝汽器总的传热系数人人降低，凝汽器端差升高，机组真空下降。因此，要加强 蒸汽品质管理，防止蒸汽帯盐，导致凝汽器蒸汽侧冷却管结垢。另外，要特別加强循坏水水质的监测，因 为根据凝汽器运行的特点，冷却管水侧结垢是导致凝汽器总的传热系数降低的主耍原因。因此除了根据化 学监督的要求，要加强循环水水质的处理和冷却塔的排污外，还可利用文献8指出的方法，通过计算凝汽 器清洗率來判断结垢的情况，对运行机组采取半面隔离人工机械淸理的方法,保持凝汽器冷却管的清洁。5结论(1) 在影响凝汽器排汽温度的三个因索屮，传热端差对的影响最大，是凝汽器传热效果的直接反映，其次才是循环

14、水温升，因而.只有传热端差才能从根本上反映岀凝汽器运行工况的好坏。(2) 在生产现场降低凝汽器排汽温度时，首先从降低传热端羌入手，h次在考虑其它因索，但需要注 懑的是凝汽器是一个复杂的热力设备，影响凝汽器排汽温度的各个因素之间是相互影响的，因此在现场分 析时一定耍把各因素联系起來整体考虑。(3) 无论是降低凝汽器传热端羌或循环水温升，实质上在生产现场采取的各种措施均是用來提高凝汽 器传热系数的。参考文献1 王伟,孙奉仲，等.基于现场数据确定凝器汽真空偏低治理方案的判据及分析j汽轮机技术,2006,48(3):190192.2 沈士一，庄贺庆，等.汽轮机原理m.北京:水利水电出版社,1995.3 盛焕程，刘树松循环水泵双泵运行最佳时机j热力发电,2003, 32(9) :5759.4 朱新华，江运汉,等.电厂汽轮机m.