火力发电厂循环冷却水系统的设计分析

1、火力发电厂循环冷却水系统的设计分析梁永斌 , 吕云鹏 , 朱宏磊(煤炭工业济南设计研究院有限公司 , 山东 济南 250031摘 要 该文分析了火力发电厂循环冷却水系统经济性和安全性 , 讨论了凝汽器的传热特性 , 以及冷却水的系统、 流速及进口温度的影响 , 并 给出了影响冷却水系统可靠性的因素。关键词 发电厂 循环 冷却 经济性 可靠性中图分类号 T D823. 21 文献标识码 BAbstract This paper analyzes the economy and safety of the recirculating cooling water system in the stea

2、m -power plant ,and discusses the heat trans fer characteristic of the steam condenser ,the in fluence of the cooling water system ,flow rate and inlet tem perature ,and it als o tells us the elements that in fluence the reliability of the cooling water system.K ey w ords S team -power plant Circula

3、te C ooling Economy Reliability 循环冷却水系统是以水作为冷却介质 , 并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备 (常称换热设备 , 如换热器 、 冷凝器 、 反应器 、 水泵和管道组成。在凝汽器中 , ,出的汽化潜热 , , ,功率增加 。要保证汽轮机具有较高的经济性和可靠性 , 就必须保证循环冷却水系统能够安全可靠地工作 。1 循环冷却水系统的经济性分析从凝汽器传热的角度分析对循环水参数的要求。在凝汽器中 , 换热管外进行的是蒸汽的凝结放热。蒸汽在 管 子 外 表 面 上 冷 凝 , 一 般 以 膜 状 凝 结 方 式 。Nusselt 研究了水平单管管外凝

4、结平均放热系数的表达式 :m =0. 72532g1 dzt. 25 W (m 2 K 式中 1 凝结液的导热系数 ,W (m K ;1 凝结液的密度 ,kg m 3;1 凝结液的动力粘度 ,Pa s ; 汽化潜热 ,J kg ;g 重力加速度 ,m s 2d z 管子外径 ,m;t 蒸汽饱和温度与壁面温度的差值 ,K 。 实质上 , 上式给出了影响凝汽器管外凝结放热的 因素。 在凝汽器换热管内进行的是冷却水的强制对流换 热。 冷却水的设计参数对这一换热过程有较大的影 3收稿日期 :2008-12-01作者简介 :梁永斌 , 男 , 助理工程师 ,2004年毕业于山东大学热能与 动力工程专业

5、, 获工学学士学位 , 现在煤炭工业济南设计研究院有限 公司工作。 响 。 , , 当循环水流速为 10, , 此时的换热系 :Nu =0. 023Re 0. 8Pr 0. 4式中 :Nu 努谢尔特数 ;Re 雷诺数 ;Pr 普朗特数 ;就凝汽器总体而言 , 凝结放热的换热系数要高于 管内强制对流换热 , 所以热阻大的一侧在管内。为了 提高总体换热系数 , 应强化管内的换热。提高冷却水 流速是一个强化管内换热的有效措施 , 而且采用较高 的流速还能防止管内结垢。但是 , 这又使得凝汽器的 水阻增大 , 循环水泵的耗功增加。这里存在一个优化 设计问题。 最合理的工况就是在一定的冷却水流速下 使收

6、益最大 。冷却水的水温也是影响经济性的重要因素。对于 任何一台换热器 , 冷却水的进口水温在很大程度上决 定了换热器的冷却效果。凝汽器和冷油器均是如此。 对于凝汽器而言 , 冷却水进口温度 tw 1的大小 , 不仅影 响到冷却水在凝汽器中的温升 t , 而且还影响凝汽器的端差 t, 从而对于凝汽器的真空产生重大影响。随着 tw 1的降低 , 凝汽器的真空度会提高 , 从而使热耗率 和煤耗率均下降。资料表明 , 对于一台 250MW 的机 组 , 如果冷却水温度降低 1 , 在五个月内可节约标准 煤 1700t , 经济效益巨大。冷却水系统的工作方式对冷却水温度有较大的影 响 。 目前的冷却水系

7、统一般采用闭式循环 , 冷却设备 有机力通风塔、 自然通风塔以及喷水冷却池。这些冷 却设备的有效运行 , 是获得较低冷却水温度的关键。 2 循环冷却水系统的可靠性分析循环冷却水系统的可靠性就是在规定的条件下在 规定的时间内该系统能够正常工作并达到设计指标的87山东煤炭科技 2009年第 1期 综放工作面参数分析黄庆国 1, 李纯宝 2(1. 山西大同大学工学院 , 山西 大同 037003;2. 山东龙口矿业集团经济运行处 , 山东 龙口 265700摘 要 综放面参数选择影响因素很多 , 该文在分析了采高、 工作面长度、 放顶煤高度、 放煤步距等参数影响因素的基础上 , 分别给出了相应的 取

8、值方法和范围 , 对综放面参数确定有一定参考意义。关键词 综放面 放顶煤 参数选择中图分类号 T D823. 49 文献标识码 CAnalysis on P arameters of Fully Mechanized C aving F aceHuang Qing -guo 1, LI Chun -bao 2(1. C ollege of Engineering of Shanxi University in Shanxi Province , Datong of Shanxi Province 0370032. Economy runs officee of Longkou M ineral

9、 Industry G roup C om pany ,265700Abstract There are many factors that affect the choice of fully mechanized caving face parameters. In this paper ,the m ining height , length of the face , caving height , caving step , and other parameters were analyzed ,then the appropriate method and the scope of

10、 value were given. This is to determ ine the parameters to a certain extent.K ey w ords fully mechanized caving face ; top coal caving ;parameters selection用的方法 , , 是1 工作面采高目前我国缓倾斜综采放顶煤工作面的采煤机割煤 高度在 2. 53. 5m 。工作面的出煤量由采煤机割煤和 放顶煤两部分组成 , 其生产能力取决于开采煤层厚度 , 而与采煤机割煤高度无关。 综放面合理采高主要根据3收稿日期 :2008-11-12作者简介 :

11、黄庆国 (1961- , 男 , 河北阜平县人 , 山西大同大学工学 院 , 副教授 , E -mail :hbhqg2009163. com煤壁的 合理采放高度比以及工作面合理操作空间等 因素所决定 。 工作面通风要求。 由于放顶煤工作面增加了放 顶煤出煤点 , 工作面粉尘浓度高于普通综采工作面 , 因 此工作面的风速不能过高。 支架造价及稳定性。 通常情况下 , 采高越大 , 支 架的造价越高 , 而且稳定性越差 , 尤其当采高超过一定 限度后 , 支架的重量和造价会大幅度地增加 , 因此在确 定工作面采高时 , 应考虑支架投入多少的因素。 煤壁的稳定性。 采高越大 , 煤壁的稳定性越差

12、, 当采高在 2. 5m 以上时 , 为保证煤壁的稳定性 , 支架需 加设防片帮装置。概率。 精确的获得这一概率值是困难的 , 因为目前可 靠性数据的积累较少 , 尽管如此 , 仍可以对该系统的可 靠性进行定性分析 。循环冷却水系统的可靠性与组成这个系统的各个 设备的可靠性以及系统的连接方式有关 。设备的可靠 性与制造厂的机加工水平、 设计水平、 材料性质等有较 大关系。 为了提高系统的可靠性 , 一般均要进行可靠 性设计。 例如循环水泵的配置及连接 , 一般设置两台 或三台循环水泵 , 其中一台备用 , 连接采用冗余方式并 联连接。 根据可靠性理论 , 并联连接方式的可靠性与 并联设备的个数

13、、 并联设备的可靠性以及转换开关的 可靠性有关 。 并联设备的个数越多 , 并联设备的可靠 性越高 , 整个并联系统的可靠性就越高。两台或多台 冷油器的并联设置也是基于上述理论 。3 结语(1 火力发电厂循环冷却水系统对于保证电厂的 安全性和经济性是十分重要的 , 应予以足够重视。(2 为了提高经济性 , 凝汽器中可采用适当的强化 传热措施 , 如改膜状凝结为珠状凝结 , 换热系数可提高 数十倍 。 提高冷却水流速为强化传热的有效措施之 一 , 但要优化考虑 , 选一个最佳流速。(3 尽量保持较低的冷却水进口温度是取得高经 济效益的关键措施。 除了恰当的设计循环冷却水系统 外 , 还要适当选择冷却设备 、 并尽量采用强化传热传质 的措施 , 尽量提高冷却效果。(4 设计循环冷却水系统时要进行可靠性评价 , 对 于重要部分 , 要采用冗余措施 , 控制软件要具有容错功 能 , 以便整个系统的可靠性提高。参考文献1裘烈钧 , 孙奉仲 . 大功率汽轮