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        某機組凝汽器壓力影響因素分析

        2019-07-23 01:11:35劉忠源自平洋
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年20期

        劉忠源 自平洋

        摘 要:凝汽器壓力作為核心的機組經(jīng)濟性評價指標,受多個設(shè)備、多因素的耦合影響,因此,只有對凝汽器各參數(shù)的進行詳細分析,才可以定性的了解凝汽器性能優(yōu)化的關(guān)鍵所在。計算單個因素對凝汽器真空影響需要進行變量控制,通過對凝汽器循環(huán)倍率,進入凝汽器蒸汽量及凝汽器清潔系數(shù)的定量分析,找到制約凝汽器真空度的關(guān)鍵因素,對機組性能優(yōu)化起到至關(guān)重要的作用。

        關(guān)鍵詞:凝汽器壓力;循環(huán)倍率;蒸汽量;清潔系數(shù)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.138

        1 引言

        凝汽器壓力是冷端系統(tǒng)經(jīng)濟運行的綜合經(jīng)濟指標,往往作為一級經(jīng)濟指標來判斷機組的經(jīng)濟性,并以此為基礎(chǔ)進行性能優(yōu)化和改造。由于維持凝汽器壓力在某個范圍內(nèi)需要一定的循環(huán)水量,一定的抽氣量,一定的凝結(jié)水流量,因此并非凝汽器壓力越低,機組經(jīng)濟性越好,而是存在一個最佳真空度,當(dāng)凝汽器壓力從該值繼續(xù)升高時,機組功率的減小量大于輔機電耗的減少量,當(dāng)壓力從該值繼續(xù)降低時,機組功率的增加量小于輔機電耗的增加量。只有充分認識凝汽器壓力的影響因素,才能在現(xiàn)場復(fù)雜的運行工況下,定量的分析和優(yōu)化輔機系統(tǒng),以達到節(jié)能降耗的目的。

        2 凝汽器真空計算

        該機組凝汽器為表面式凝汽器,凝汽器冷卻水設(shè)計溫度23.3℃,清潔系數(shù)0.85,汽側(cè)容積750m3,冷卻面積14300m2,循環(huán)水入口溫度設(shè)為30℃,冷卻管數(shù)為14728根,流程數(shù)為2,外徑25mm,壁厚0.6mm,設(shè)計清潔系數(shù)0.85,材質(zhì)為TP316L不銹鋼,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        主要計算公式如下:

        凝汽器真空計算采取假設(shè)迭代法,已知汽機排汽量Dc,循環(huán)水進水溫t1,循環(huán)水質(zhì)量流量W,水比熱容Cw,清潔系數(shù)0.85,假設(shè)凝汽器喉部飽和蒸汽溫度為ts1,根據(jù)公式(1)-(3),可求得循環(huán)水出水溫度t2。由公式(4)和(5)可求得凝汽器內(nèi)飽和蒸汽溫度ts2,通過調(diào)整ts1,可使得ts1和ts2的差值達到精度要求,再由公式(6)最終求得凝汽器壓力P。

        3 循環(huán)倍率的影響

        循環(huán)倍率指進入凝汽器的循環(huán)水質(zhì)量流量與汽機排汽質(zhì)量流量的比,本文以汽輪機排蒸流量為135kg·s-1進行計算,循環(huán)倍率分別取60,58,56,54,52,50,48,水的比容取4187kJ·m-3·℃-1,循環(huán)水入口溫度取30℃,清潔系數(shù)取0.85。

        計算結(jié)果表明,隨著循環(huán)倍率由48增至60,即循環(huán)水量由22000m3/h增加到27500m3/h,凝汽器壓力由9.8kPa下降至8.6kPa,循環(huán)水出口溫度由45.5℃下降到43℃,這是由于循環(huán)水質(zhì)量流量的增大而進入凝汽器的蒸汽熱量不變,循環(huán)水出口溫度降低了,凝汽器換熱系數(shù)增大,端差下降,進而凝汽器真空度上升,機組出力增大。

        4 汽機排汽量影響

        汽機排汽量即進入凝汽器的蒸汽質(zhì)量流量,為定量計算排氣量的影響,循環(huán)倍率取為56,循環(huán)水入口溫度取30℃,清潔系數(shù)取0.85,汽機排氣量分別取135,130,125,120,115,110,105kg·s-1。

        計算結(jié)果為,隨著汽機排氣量由105kg·s-1增加到135kg·s-1,凝汽器壓力由8.33kPa增大到8.61kPa,同時,循環(huán)水出水溫度基本保持不變。隨著排氣量的增大,進入凝汽器的蒸汽熱量增加,由于循環(huán)倍率一定,因此進入凝汽器的循環(huán)水質(zhì)量流量成比例增加,又由于凝汽器的整體換熱系數(shù)增大,凝汽器循環(huán)水出水溫度有所下降,但波動不大,又由于傳熱單元數(shù)增加,端差增大,進而導(dǎo)致凝汽器的蒸汽溫度上升,凝汽器真空下降。

        5 清潔系數(shù)影響

        凝汽器清潔系數(shù)與循環(huán)水水質(zhì)密切相關(guān),隨著機組運行時間的增加,凝汽器清潔系數(shù)會下降,為定量計算凝汽器清潔系數(shù)對凝汽器真空影響,汽機排氣量取為135kg·s-1,循環(huán)倍率取為56,清潔系數(shù)分別取0.85,0.84,0.83,0.82,0.81,0.80,0.79。

        計算結(jié)果表明,隨著凝汽器清潔系數(shù)由0.79增大到0.85過程中,凝汽器壓力由8.80kPa降至8.61kPa,循環(huán)水出口溫度基本不變。凝汽器清潔系數(shù)增大,凝汽器的換熱系數(shù)增大,由于循環(huán)倍率保持定值,因此隨著換熱系數(shù)增大,循環(huán)水出水溫度有所上升,但波動不大,同時端差下降,即凝汽器性能提升,凝汽器蒸汽溫度下降,真空度上升。

        6 分析與結(jié)論

        通過分析知,循環(huán)倍率對凝汽器真空有顯著的影響,即增大循環(huán)倍率,凝汽器真空度增大,出水溫度下降,與此同時,端差有所上升,凝汽器性能有所下降。循環(huán)倍率一定情況下,汽機排氣量增大,即機組負荷增大,凝汽器循環(huán)水出水溫度基本保持不變,端差上升,凝汽器真空度下降。循環(huán)倍率一定,凝汽器清潔系數(shù)增加,凝汽器循環(huán)水出水溫度基本保持不變,端差下降,凝汽器性能提升,真空度增加。

        循環(huán)倍率和清潔系數(shù)是制約凝汽器性能和真空度的關(guān)鍵指標,因此電廠在實際運行中應(yīng)該根據(jù)實際情況制定合適的各季度循環(huán)倍率推薦運行值,并定期進行凝汽器進行膠球清洗,以保證凝汽器性能。

        參考文獻:

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        作者簡介:劉忠源(1971-),男,江蘇常州人,大專,助理工程師,主要從事電廠檢修和基建管理工作。

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