凝汽器传热分析与节能途径

《凝汽器传热分析与节能途径》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、凝汽器传热分析与节能途径连云港宇泰电力设备有限公司摘要真空是影响汽轮机带负荷和热效率的一个重要经济指数，传热效能又直接影响真空的高低，从传热学的角度分析，结合轻华热电公司运行实践提出了提高传热效能，改善凝汽器交换工况的方法。关键词凝汽器真空度换热节能1前言凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是汽机排汽受冷却凝结成水，形成高度真空，使进汽机蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功，其运行工况的正常与否，直接影响到整个机组的安全和经济运行。运行人员应了解设备运行特性，做好运行监视、维护工程。保持凝汽器良好运行工况，保证达到最有利的真空是电厂节能的重要内容。2传

2、热与真空的分析正常运行时凝汽器的排汽压力与排气温度的关系是饱和蒸汽的压力和温度的关系，也就是说凝汽器的排汽压力是由相应的饱和蒸汽温度来决定的，而饱和蒸汽的温度与外界冷却介质的热交换程度有关。在凝汽器中，蒸汽受冷却发生相变，相变时凝结水在整个换热面上保持饱和温度t1，蒸汽汽化潜热被冷却水吸收。蒸汽凝结放出的热量为：hc:排汽焓，kJ/kg;hc′:凝结水焓，kJ/kg;Gc:排汽量，kJ/s;r:汽化潜热，kJ/kg。凝汽器热量传递满足Q传=KF△tm△tm——整个换热面对数平均温压，℃K——传热系数，kW/(m2.℃)F——传热面积，m2冷却水吸收的热量

3、为：其中：c：比热容，kJ/(kg.℃)；m:质量流量，kg/s；讨论：a.当冷却水进口温度下降，其吸收的热量Q吸就增加，蒸汽冷凝温度t1就越低。b.当受热面积F增加则冷却水出口水温度上升，其吸收热量就增加，蒸汽冷凝温度t1就越低。c.当冷却水流量增加时其吸收的热量就增加，其增加的幅度由(1)式可看出，按数量级估算，就不及上面两种情况，当然它同样也可使蒸汽温度t1降低。总之，冷凝温度的下降可使排汽压力相应降低，增大蒸汽在汽机内部的焓降，使得有更多的热能在汽机中转化成机械能。3影响传热系数的因素假定凝结换热系数为a1；导热系数a2；对流换热系数为a3；则

4、凝汽器传热包括以下三个互相串联的换热方式：由上述过程可推出凝结器换热系数为这个公式揭示了换热系数的构成，即它等于传热过程诸环节之和的倒数。其中1/a1，1/a2，1/a3分别为三者的热阻，即各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的叠加。根据理论计算1/a1＜1/a2＜1/a3，即依次增大。传热系数表证了传热过程的强烈程度，传热系统数越大，传热过程越强，热阻越小。下面对每一个过程进行分析。3.1蒸汽在管子外壁的凝结换热蒸汽冷却凝结时壁面被一层液膜覆盖，凝结放出的热量必须穿过液膜才能传到冷却面，这时液膜层就成为换热的主要热阻。影响凝结换热的因素从运行角度看主

5、要是不凝结气体(即空气)，它对凝结换热产生十分有害的影响，即使含量极微。在靠近液膜表面的蒸汽侧，随着蒸汽的凝结，蒸汽分压力减小，不凝性气体的分压力增大。蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚积在界面附近的不凝结气体层，这是一层原因；此外蒸汽分压力的下降，使相应的饱和温度下降，减小了凝结的驱动力，这又是一层原因。3.2管子内外壁的传热清洁铜管的导热换热系数a2由其材质和结构尺寸决定，其热阻是很小的，然而冷凝器运行一段时间后，换热面上会积起水垢、污泥、油污之类的覆盖物垢层，有时还由于换热面与流体的相互作用发生腐蚀而引起覆盖物垢层。所有这些覆盖物都

6、表现为附加热阻，使a2减小换热性能下降。由于垢层厚度及其导热系数难于确知，通常用它表现出来的热阻值来计算。3.3对流换热的影响因素影响换热系数a3的因素包括影响流动的因素及影响对流换热热量传递的因素，后者是由物性参数决定，前者与流速、特征尺寸及物性参数有关，而运行中能改变的只有流速。根据迪图贝尔特公式知，a3与流速的0.8次幂成正比，提高流速对换热十分显著，但同时它又增加了流动阻力，阻力与流速的二次幂成正比，故影响很大。火电厂中循环泵耗电量仅次于给水泵占全厂自用电量10%～25%，运行中需要通过比较试验来确定经济流速。4提高真空的途径与实践据估算，中

7、小型机组真空每提高1%，机组功率可增加1%，煤耗下降1%。若一台6000kW机组，以每年运行7000h计，每年可多发电420000kW.h，节约标煤210t。对已投入机组采取以下措施来提高真空。4.1降低凝汽器热负荷目前汽轮机大部分是采用表面式凝汽器。由于有传热热阻存在，冷却水温总是比凝结水温要低，热经济性差。由于排汽量越大则蒸汽凝结放出的热量就越多，冷却介质需带走的热量越多，然而冷却热量、传热面积、循环水温度是受生产成本所限制的，为了减轻凝汽器热负荷，提高机组热效率，可在冷凝器喉部增加一套雾化式喷头，通过接触式传热，可吸收部分蒸汽凝结热，使部分补充的

8、除盐水在凝汽器内形成一个混和式凝汽器，从而减轻了表面式凝汽器的热负荷，提高了真空