汽機冷端損失研究

工作報告

報告人王學(xué)棟2023/1/151課題的立項背景汽機理想循環(huán)的熱效率＝1－Tc/To提高初始吸熱溫度降低對冷源的放熱溫度排汽溫度、背壓、凝汽器壓力2023/1/152

降低冷端損失是節(jié)能降耗重要方向新機組的選型向超臨界發(fā)展汽機通流部分現(xiàn)代化改造基本完成開展輔機節(jié)能－－電力集團公司2002年度重點科技項目

2023/1/153課題的意義2003年全省100MW及以上機組的平均煤耗為351.8g/kWh，背壓變化1kPa對全省機組煤耗的影響約為3.17g/kW.h。機組容量MW

110125135220300330600加權(quán)平均平均影響值

％

0.7460.7540.9540.7830.7760.6781.1870.92023/1/1541、冷端設(shè)備運行中存在的問題凝汽器：實際熱負(fù)荷高

、早期設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理、泄漏堵管、冷卻管結(jié)垢、漏空氣冷卻塔：配水系統(tǒng)、噴濺裝置、淋水填料等存在設(shè)計與施工質(zhì)量問題、運行老化問題、管理不善問題循環(huán)水泵：效率低、運行方式單一抽氣設(shè)備出力不足系統(tǒng)嚴(yán)密性差

2、影響設(shè)備性能因素復(fù)雜，現(xiàn)場定性分析多。

課題研究的必要性2023/1/155凝汽器：凝結(jié)蒸汽，形成真空，決定汽機背壓。冷卻塔：閉式循環(huán)中冷卻循環(huán)水，將凝結(jié)熱量排放到大氣。循環(huán)水泵：驅(qū)動冷卻水在凝汽器和冷卻塔循環(huán)流動。抽氣設(shè)備：將凝汽器中不凝結(jié)氣體抽出，維持真空。凝結(jié)水泵：將凝結(jié)水送入回?zé)嵯到y(tǒng)。協(xié)調(diào)工作，形成冷端系統(tǒng)。系統(tǒng)性能指標(biāo)表現(xiàn)為背壓。

冷端設(shè)備的范圍2023/1/1561、凝汽器壓力與飽和溫度單值對應(yīng)

ts=tw1+t+t

ts為飽和溫度tw1為凝汽器進水溫度：與冷卻塔特性和環(huán)境因素有關(guān)；

t為冷卻水溫升：與汽機排汽負(fù)荷和冷卻水量有關(guān)；

t為凝汽器端差：與凝汽器特性、清潔程度、空氣量有關(guān)；2、降低背壓即降低汽機排汽飽和溫度3、課題目的：提高設(shè)備和系統(tǒng)性能，降低運行背壓冷端設(shè)備的性能關(guān)系

2023/1/157課題的研究內(nèi)容1、研究凝汽器殼側(cè)的流動和傳熱特性

傳統(tǒng)的凝汽器流場研究手段：水模型試驗工程熱力計算與詳細(xì)熱力計算引用多孔介質(zhì)理論建立凝汽器數(shù)學(xué)模型計算凝汽器內(nèi)速度場、溫度場、壓力場、空氣濃度場、分區(qū)傳熱系數(shù)開發(fā)計算程序，直觀圖形顯示。準(zhǔn)確計算殼側(cè)流場及傳熱特性，評價管束結(jié)構(gòu)合理性，為凝汽器設(shè)計、改造、運行性能分析提供依據(jù)。2023/1/158課題的研究內(nèi)容2、背壓指標(biāo)的定量計算

背壓：汽機排汽量、冷卻水量、凝汽器結(jié)構(gòu)、清潔度、空氣量有關(guān)，工況變化后的計算傳統(tǒng)計算方法：HEI公式、別爾曼公式應(yīng)用于設(shè)計確定符合現(xiàn)場運行條件的計算方法開發(fā)計算程序，直觀圖形顯示。評價冷端系統(tǒng)性能狀態(tài)，分析背壓影響因素，優(yōu)化運行方式提供計算方法。2023/1/159課題的研究內(nèi)容3、冷卻塔性能評價指標(biāo)及空氣動力場分析

分析換熱性能，利用焓差法計算塔的出水溫度“相對溫度系數(shù)”代表實際出水溫度與理想出水溫度的偏差，評價塔換熱性能利用多孔介質(zhì)模型分析塔內(nèi)流場開發(fā)計算程序，直觀圖形顯示。評價冷卻塔性能狀態(tài)，分析影響出水溫度的因素；為塔內(nèi)結(jié)構(gòu)評價提供手段。2023/1/1510課題的研究內(nèi)容4、冷端設(shè)備配置和整體性能優(yōu)化分析冷端設(shè)備個體間性能關(guān)系分析冷端設(shè)備個體與系統(tǒng)的性能關(guān)系提出使系統(tǒng)經(jīng)濟效益最優(yōu)原則和方法為設(shè)備改進、配置優(yōu)化、運行方式優(yōu)化等工作提供指導(dǎo)2023/1/1511課題的研究內(nèi)容5、背壓診斷系統(tǒng)

將背壓指標(biāo)的定量計算和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合起來，建立確定背壓影響因素的診斷系統(tǒng)。為運行監(jiān)測分析提供實時手段。

2023/1/1512課題的應(yīng)用

1、山東章丘發(fā)電有限責(zé)任公司

問題：銅管凝汽器發(fā)生嚴(yán)重泄漏，凝汽器改造管道選材分析和論證：采用不銹鋼冷卻管流場與傳熱計算：管束型式不變，凝汽器性能下降背壓定量計算及系統(tǒng)整體優(yōu)化：確定循環(huán)水泵優(yōu)化運行方式，提高冷卻水流速。2023/1/1513課題的應(yīng)用

2、山東百年電力發(fā)展股份有限公司問題：循環(huán)水泵運行方式單調(diào)，缺少運行監(jiān)測手段采用背壓定量計算及系統(tǒng)優(yōu)化：確定循環(huán)水泵優(yōu)化運行方式建立背壓診斷在線監(jiān)測系統(tǒng)2023/1/1514課題的應(yīng)用

3、山東萊蕪發(fā)電廠問題：機組投產(chǎn)早，汽機通流部分改造，冷端系統(tǒng)配套優(yōu)化凝汽器改造：選用新型管束布置方式不銹鋼管，增加面積冷卻塔：更換為差位正弦波塑料填料，配水調(diào)整循環(huán)水泵：改造高效泵，電機改雙速，優(yōu)化運行方式膠球系統(tǒng)改造，抽氣器增加工作水冷卻水源2023/1/1515課題的應(yīng)用

4、山東濰坊發(fā)電廠問題：汽機通流部分改造，冷端系統(tǒng)配套優(yōu)化凝汽器：冷卻面積小，提出改造建議冷卻塔：更換為塑料填料，配水調(diào)整循環(huán)水泵：改造高效泵，優(yōu)化運行方式真空泵增加工作水冷卻水源加強系統(tǒng)檢漏，提高真空系統(tǒng)嚴(yán)密性2023/1/1516課題的應(yīng)用

5、煙臺電廠問題：汽機改抽汽供熱，低壓缸排汽減少，優(yōu)化循環(huán)水泵運行方式循環(huán)水泵：改造高效泵，優(yōu)化運行方式2023/1/1517工作總結(jié)

1、全面研究了冷端系統(tǒng)和設(shè)備的性能評價辦法，對開展輔機節(jié)能降耗工作提供了理論基礎(chǔ)和方法。2、課題的研究技術(shù)在實際工作中得到應(yīng)用，取得很好效益，也證明技術(shù)方法是正確可行的。3、與國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)比較，系統(tǒng)地開發(fā)應(yīng)用多項技術(shù)進行冷端系統(tǒng)整體性能優(yōu)