凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告

1、技术报告项目名称北京首钢超群电力有限公司1#机组凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告北京首钢超群电力有限公司日期2006年7月24日1参加工作单位：北京首钢超群电力有限公司北京天地宽广科技发展有限公司工作人员：王大明、高刚、杜学忠、梁建国朱常平、周军怀项目负责人：高刚工作时间： 2006 年 5 月 10 日至 2006 年 7 月 19 日报告编写：高刚、朱常平审定：杜学忠批准：顾顺波2北京首钢超群电力有限公司1#机组凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告1 项目来源北京首钢超群电力有限公司1#机组在 2006 年 5 月份的大修中，由北京天地宽广科技发展有限公司对凝汽器进行了改造，安

2、装了自清洗强化换热装置。为评价 1#机组凝汽器自清洗强化换热装置的运行效果，为机组运行提供依据，北京首钢超群电力有限公司对 1#汽轮机组进行热力性能试验及凝汽器性能试验。2 试验目的应首钢公司要求，对1#汽轮机组进行热力性能试验及凝汽器性能试验，测取有关热力参数及循环水系统的主要运行参数，评价凝汽器改造的效果，为机组经济运行提供依据。3 设备概述3.1 汽轮机技术规范C60-8.83/1.27汽轮机主要技术规范：调节方式：喷嘴调节额定功率： 60MW最大功率： 63MW主蒸汽流量： 373.29t/h主蒸汽压力： 8.83MPa主蒸汽温度： 535工业抽汽压力： 1.275 MPa设计背压：

3、0.0061 MPa设计冷却进口水温： 20给水温度： 199.2额定工业抽汽量： 200汽耗（抽 /冷）： 6.219/3.709kg/kwh热耗（抽 /冷）：5905/9723.6kj/kwh3.2 凝汽器技术规范凝汽器为对分、双道制、表面式结构，冷却水从下部的两个接管口流入前水室，流经第一道的铜管进入后水室，转折后，经过第二道铜管进入前水室上部排出凝汽器。其主要技术参数如下：型号： N-3500 型型式：单壳体双流程23冷却面积： 3500m冷却水流量： 8455m/h3冷却水温度： 20铜管尺寸： 25× 1× 7170mm铜管根数： 62804 技术标准和规程规范

4、4.1技术标准：汽轮机性能试验采用 GB8117-87电站汽轮机热力性能试验规程 ；4.2水和水蒸气性质表：国际公式化委员会1967 年工业用 IFC 方程。5 试验仪器、测点布置、试验项目及人员分工5.1 试验仪器，试验基准流量以主蒸汽流量为准；5.1.3 温度测点用现场经校验后的温度计、K 型热电偶测量；5.2 测点布置5.2.1 主蒸汽压力采用机前的压力变送器测量，主蒸汽温度采用机前的K 型热电偶测量，其数值从DCS 取得；5.2.3 给水温度通过安装于主给水管道的K 型热电偶测量，其数值从DCS 取得；，人工读数的方法进行采集。5.3 试验项目5.3.1 1#改造前 45MW （近似）

5、下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验5.3.2 1#改造后 50MW （近似）下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验5.3.3 2# 55MW（近似）下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验5.4 人员分工试验现场指挥和协调：北京首钢超群电力有限公司生产技术部、汽机车间试验测点加装：唐山电厂热工检修人员试验运行工况和参数调整及系统隔离：北京首钢超群电力有限公司汽机车间当值运行人员试验技术负责：北京首钢超群电力有限公司北京天地宽广科技发展有限公司试验的数据处理、计算和分析：北京首钢超群电力有限公司6 试验条件46.1 机组设备条件；6.2 系统条件；，管道、阀门无异常泄漏，任何与设计所规定的热力循环无

6、关的其它系统及进出流量都必须进行隔离，对在试验中无法隔离的流量应能够有办法进行测量，试验时系统不明漏量应控制在 0.5%(含 0.5%)以内。以下是试验时必须隔离的典型系统和流量：主蒸汽、抽汽系统各管道、阀门的疏水主蒸汽的高、低压旁路及旁路减温水加热器疏水旁路、疏水直排凝汽器及危急疏水加热器给水、凝结水大小旁路及再循环各加热器壳侧及水侧放水、放气汽轮机辅助抽汽（厂用汽）水和蒸汽取样6.3 运行条件，各主要测量值的平均值偏差及波动值不应超过下表规定的范围：运行参数试验工况平均值与设计工况单个测量值与平均值之间的的允许偏差最大允许波动主蒸汽压力± 3%± 0.25%排汽压力&#

7、177; 2.5%± 1.0%抽汽压力± 5.0%抽汽流量± 5.0%± 5.0%电功率± 0.25%电压± 5.0%功率因数0.85 0.90± 1.0%转速± 5.0%± 0.25%，除氧器水箱水位稳定变化，无波动；6.4 仪表条件5，工作正常；，数据采集正常。6.5 在试验进行中，除影响机组安全的因素外，不得对机组设备及热力系统进行与试验无关的操作。6.5 试验过程2006 年 5 月 7 月共进行了五个项目的热力性能试验、凝汽器性能试验及相关的数据采集工作7 试验数据分析、结论与建议7.1 试验数

8、据处理选取每一工况相对稳定的一段连续记录进行平均值计算，此平均值经过仪表校验值、零位、高差等修正后作为性能计算的原始数据，试验原始记录数据见附表 A1。对同一参数多重测点（左、右或前、后）测量时，取其算术平均值。7.2 流量计算试验以主蒸汽流量为基准，通过高加、低加建立方程计算高加、低加进汽流量，由此计算汽轮机低排流量。7.3 试验热力性能及凝汽器性能计算试验热力性能计算利用编制的计算机程序进行计算，内容包括：高压加热器组热平衡计算、主蒸汽流量计算、汽耗率计算等。凝汽器的热力性能计算：通过热力试验并参照热力考核性试验计算出低排流量，由此计算出循环水流量，进一步确定凝汽器传热系数，从而获得凝汽器

9、改造效果。7.4 试验结果的计算 t：循环水进出水温差t：凝汽器端差A ：凝汽器换热面积3500m261#凝汽器改造前1#机组 2006 年 5 月 12 日 1:00 24:00 抽汽回热运行工况平均功率 N=4.45KW主蒸汽流量 G1=210.29t/h凝结水流量D2=91.75t/h排汽温度 Tc=42.67表计真空 =-0.091MPa（排汽温度对应标准真空=-0.093MPa）循环水进水温度t1=19.38出水温度 t2 =27.86凝汽器端差 t=16.58 抽汽发电汽耗 =4.73kg/kwh根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：凝汽器循环水实际流量为D：D 520

10、*91.75/( 27.86- 19.38) 5626t/h 1563 kg/s循环水吸热量 Q:Q D*（h 2 -h 1） 1563*(27.86*4.2-19.38*4.2) 55668kJ循环水进出水对数平均温度： t m t/ln(1+ t/ t m) （27.86- 19.38）/ln(1+( 27.86- 19.38)/ 16.58) 20.53 由凝汽器的热量传递公式Q=KAt m可知凝汽器传热系数K：K Q/A/ t m 55668/3500/20.53 0.7747 kW/(m2. ) 774.7 W/(m 2. )1#机组 2006 年 5 月 11 日 1:00 24:

11、00 抽汽回热运行工况平 均 功 率 N=4.74KW主 蒸 汽 流 量 G1=225.54t/h凝结水流量D2=102.67t/h排汽温度 Tc=44.67表记真空 =-0.090MPa（排汽温度对应标准真空 =-0.092MPa） 循环水进水温度 t1出水温度2=29.12凝汽器端=20.08t差t=17.13 抽汽发电汽耗 =4.76kg/kwh根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：凝汽器循环水实际流量为D：D 520*102.67/( 29.12- 20.08) 5906t/h 1641 kg/s7循环水吸热量 Q:Q D*（h 2 -h 1） 1641*(29.12*4.

12、2-20.08*4.2) 62305kJ循环水进出水对数平均温度： t m t/ln(1+ t/ t m) （29.12- 20.08）/ln(1+( 29.12- 20.08)/ 17.13) 21.32 由凝汽器的热量传递公式Q=KAt m可知凝汽器传热系数K：K Q/A/ t m 55668/3500/21.32 0.746 kW/(m 2. ) 746 W/(m2. )1#凝汽器改造后1#机组 2006 年 7 月 18 日 10:10 10:45 纯凝回热运行工况测试平均功率 N=5KW 主蒸汽流量 G1=180.8t/h 凝结水流量 D2=138.43t/h 排汽温度 Tc=40

13、表计真空 =-0.091MPa（排汽温度对应标准真空 =-0.0939MPa）循环水进水温度 t1=26 出水温度 t2 =36.14 凝汽器端差 t=3.86 纯凝发电汽耗 =3.61kg/kwh根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：凝汽器循环水实际流量为D：D 520*138.43/( 36.14- 26) 7099 t/h 1971.9 kg/s循环水吸热量 Q:QD*（h2 -h 1 ） 1971.9*(36.14*4.2-26*4.2) 83979.28kJ/s循环水进出水对数平均温度： t m t/ln(1+ t/ t m) （36.14- 26）/ln(1+( 36.

14、14- 26)/3.86) 7.87 由凝汽器的热量传递公式Q=KAt m可知改造后的凝汽器传热系数K：K Q/A/ t m83979.28/3500/7.873.0488 kW/(m 2. ) 3048.8 W/(m 2. )81#机组 2006 年 7 月 18 日 11:10 11:40 纯凝回热运行工况测试平均功率 N=5.66KW 主蒸汽流量 G1=213.47t/h 凝结水流量 D2=154.43t/h 排汽温度 Tc=41.71 表计真空 =-0.091MPa（排汽温度对应标准真空 =-0.0933MPa）循环水进水温度 t1=26 出水温度 t2 =37.43 凝汽器端差 t=

15、4.29 纯凝发电汽耗 =3.77kg/kwh根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：凝汽器循环水实际流量为D：D 520*154.43/( 37.43- 26) 7025.7 t/h 1951.6kg/s循环水吸热量 Q:Q D*（h 2 -h 1） 1951.6*(37.43*4.2-26*4.2) 93688.5kJ/s循环水进出水对数平均温度： t m t/ln(1+ t/ t m) （37.43- 26）/ln(1+( 37.43- 26)/ 4.29) 8.8 由凝汽器的热量传递公式Q=KAt m可知凝汽器传热系数K：K Q/A/ t m93688.5/3500/8.8

16、3.0418 kW/(m 2. ) 3041.8 W/(m 2. )6、结论1#凝汽器改造前：平均端差为16.86 , 传热系数平均为760.35 W/(m 2. ),抽汽工况下发电汽耗平均为4.75kg/kwh 。1#凝汽器改造后：平均端差为4.08 , 传热系数平均为3045.3 W/(m 2. ), 纯凝工况下发电汽耗平均为3.69kg/kwh 。改造后传热系数提高了2284.35 W/(m 2. ) ，端差下降了12.78 ，纯凝工况下实际发电汽耗好于纯凝工况下设计发电汽耗3.709kg/kwh （设计参数为进水20，循环水量为额定水量等） 。综上所述， 1#凝汽器安装自清洗强化换热装

17、置后运行效果明显，改造是成功的。91#凝汽器运行参数表2006-5-12改造前时间功率主汽压力流量真空排汽排汽温度端差凝结水循环水凝结水流量汽耗率#1#2小计对应真空温度入口出口（南）出口（北）温升t万 KWMPaT/hMPaMPaT/hkg/KWh14.58.88.8209-0.09143-0.0927184219292589824.48.78.7210-0.09143-0.09271743193026910134.38.78.7204-0.09242-0.0931174119292589244.48.88.8213-0.09242-0.0931174219292589254.48.78.7

18、210-0.09242-0.0931174219282589164.48.68.6205-0.09242-0.0931174218292599574.48.78.7214-0.09242-0.0931174218292599984.48.78.7213-0.09241-0.0935164218292599494.38.78.7207-0.09241-0.09351641192925890104.48.88.8215-0.09143-0.09271743192926992114.48.88.8209-0.09143-0.09271743193026993124.48.88.8216-0.0914

19、4-0.09221844193026999134.48.78.7210-0.09143-0.09271743203026894144.48.78.7214-0.09142-0.09311643203026895154.48.88.8216-0.09142-0.09311643203026897164.68.88.8216-0.09143-0.09271643203027992174.68.88.8213-0.09143-0.09271643203027994184.68.88.8209-0.09143-0.09271643203027910194.58.78.7205-0.09044-0.09

20、221744203027998204.58.68.6210-0.09043-0.092716442030279102214.58.78.7215-0.09043-0.09271643203027997224.68.78.7212-0.09044-0.09221744203027996234.58.68.6208-0.09043-0.092715432031281092244.48.88.8194-0.09143-0.09271644203027999小计106.7504710平均4.458.729178.72917210.29-0.09142.67-0.092816.5842.7919.382

21、9.6326.088.4891.754.73备注：抽汽运行工况，抽汽平均压力0.7MPa，平均温度 270，平均流量 25t/h1#凝汽器运行参数表2006-5-11改造前时间功率主汽压力流量真空排汽排汽温度端差凝结水循环水凝结水汽耗率#1#2小计对应真空温度入口出口（南）出口（北）温升流 量t万 KWMPaT/hMPaMPaT/hkg/KWh14.88.78.7234-0.08946-0.09121946203127910224.98.88.8247-0.09046-0.091218462031281010934.98.88.8248-0.09046-0.091219462031279108

22、458.88.8249-0.09044-0.0922184518292610118558.88.8252-0.09045-0.091719451829261011864.98.78.7252-0.09044-0.092218441829261011074.98.78.7251-0.09144-0.0922174419302710106858.98.9227-0.09144-0.092217441830271110194.88.78.7225-0.09045-0.0917184519302710105104.98.88.8233-0.09045-0.0917174520312810109114.

23、98.98.9233-0.09046-0.09121845213128999124.68.88.8214-0.09045-0.091716452132291098134.68.78.7210-0.09045-0.09171745213228996144.78.88.8211-0.09045-0.091716452232299101154.68.68.6204-0.09045-0.09171645223229996164.68.98.9211-0.09046-0.091216462233301099174.68.98.9211-0.09046-0.09121746223229998184.68.

24、98.9211-0.09045-0.09171645223229996194.58.88.8212-0.09045-0.091717452131289101204.68.88.8215-0.09045-0.091717452131289101214.58.88.8215-0.09243-0.092716432030279100224.58.88.8215-0.09242-0.09311642192926996234.78.98.9216-0.09242-0.09311642192926998244.68.88.8217-0.09143-0.0927174319302699911小计113.75

25、413平均4.748.798.80225.54-0.09044.67-0.091917.1344.6720.0830.7127.549.04102.674.76备注：抽汽运行工况，抽汽平均压力0.7MPa，平均温度 270，平均流量 25t/h121#凝汽器运行参数表2006-7-18改造后主汽压力流量排汽温度凝结水循环水凝结水时间功率真空排汽端差出口出口汽耗率#1#2小计对应真空温度入口温升流量（南）（北）t万 KWMPaT/hMPaMPaT/hkg/KWh10:104.9518.88.8180.8-0.09240-0.093944126361014210:154.9348.98.8184.3-0.09140-0.093944126361013510:205.0048.88.8185.4-0.09140-0.09394