空气浓度对凝汽器压力影响的研究与分析

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1、YANJIUYUFENXI研究与分析空乞浓度对凝汽器压力影响的研宄与分析付文锋，白中华(1．华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071003；2．中国电力科学研究院电站辅机技术研究所，北京100070)J摘要：国内许多发电厂存在真空系统严密性差或抽气系统出力不足等问题，从而引起凝汽器内空气浓度增加。'

2、l因此，分析空气浓度对凝汽器压力的影响，对凝汽设备的运行、抽气设备的设计选型和电厂节能都具有重要意义。基于凝结换热理论和理想气体状态方程，分析了空气浓度对凝汽器内传热和分压力的影响，建立了空气浓度对凝汽器压力影响的数学模型。对某300Mw机组凝汽器的计算结果表明，凝汽器压力随空气浓度的增

3、加先迅速上升，随后增幅逐渐缓和，到一定程度后近似呈线性关系；在不同的空气浓度阶段，传热和空气分压力对凝汽器压力具有不同的影响程度。关键词：空气浓度；凝汽器；传热；分压力中图分类号：TK264．1文献标志码：A文章编号：1673～7598(2009)05—0015—04液膜。由于这部分蒸汽的凝结，使得靠近冷壁而附0引言近的蒸汽分压力减少，并且越靠近壁面处，减少得越多。根据道尔顿分压定律，肇面各处混合物的总压凝汽器力是汽轮机运行中的重要参数．其数力不变。则越靠近壁面处宅气分压力越大所以靠值大小，对汽轮机的运行经济性、安全性及调节性能近壁面处空气的浓度比较大，形成一层空气膜：远离都有很大的影响⋯

4、。凝汽器压力的影响因素有许多，壁面处的蒸汽只有穿过这一空气膜才能达到液膜表诸如机组负荷、循环水流量、循环水入口温度、凝汽面处凝结因此与纯净饱和蒸汽凝结换热相比，含器清洁度、真空严密性等．其中，真空系统严密性空气的蒸汽凝结换热的热阻，除包括凝结液热阻和差和抽气器抽吸能力严重下降是电厂运行中经常出相间热阻外．还多包括一项气膜热阻，而且气膜热阻现的问题这些现象均会引起凝汽器内空气浓度往往是含空气的蒸汽凝结换热的主要热阻．随着李增加，从而使凝汽器压力偏离额定值．最终影响机组气浓度的增加，气膜热阻占蒸汽侧总热阻的比例也的经济陛。本文分析了空气浓度对凝汽器内传热和越大，使得凝结率和蒸汽侧换热系数都明显

5、下降，分压力的影响，推导出了凝汽器压力与空气浓度之最终使蒸汽凝结温度升高，对应的蒸汽饱和压力随间的数学关系；通过实例计算，分析比较了不同空气之升高。浓度阶段传热和空气分压力两种因素对凝汽器压力空气的存在除了使传热恶化外，本身分力也的影响程度，为抽气设备的故障诊断提供了一定的将直接导致凝汽器压力升高。窄气在凝汽器内大依据量积聚时，空气分压力将不能被忽略，凝汽器力不能再视为蒸汽凝结温度所对应的饱和乐力，而是蒸1空气浓度对凝汽器内传热及压力汽分力与空气分力之和的影响2凝汽器压力随空气浓度变化的数空气对蒸汽凝结放热的影响，可南汽、气混和物学模型的凝结机理定性说明。当含有空气的汽、气混和物遇到低于蒸

6、汽分压力所对应的饱和温度时，紧靠壁2．1传热系数的计算面的蒸汽分子开始凝结，并在冷壁面形成一层凝结当真空系统严密性正常、抽气器也正常运行时，收稿日期：2009—02—29作者简介：付文锋(1982一)，男，河北唐山人，硕士，助教，从事发电厂节能方面的研究T：作研究与分析YANJIUYUFENX抽气器可以将漏入真空系统的空气全部及时抽出。(6)确定：使传热系数和凝汽器压力基本保持不变。当抽气器9．81×()舶(6)出力不足时，从凝汽器内抽出的空气量小于外界漏另一方面，空气浓度的增加使凝汽器内空气分人的空气量，将引起凝汽器内空气浓度的增加。空压力尸增大，可以借助理想气体状态方程来确定气浓度的增

7、加会恶化凝汽器汽侧换热，影响凝汽器与的关系：总传热系数K，如式(1)所示：1(7)(z2’。2A⋯d2⋯‘式中：尺、R分别为空气气体常数和水蒸气气体常式中：d．、d2分别为冷却水管的外径和内径；、分数。别为凝汽器水侧和汽侧的对流换热系数；A为冷却2．3空气浓度与凝汽器压力的关系水管的导热系数；尺沩凝汽器水侧污垢热阻。当空气浓度达到一定程度，在主凝结区内空气2．1．1污垢热阻的计算的分压也不能被忽略时，凝汽器压力不能再近似污垢热阻可用式(2)计算：看成蒸汽凝结温度t对应的饱和压力，而是蒸汽分压11力和空气分压力之和：Rr=(一1)(2)A0=+(8)式中：K。为冷却水管清洁时的总传热系数；为

8、冷却整理式(1)～式(8)，当凝汽器的管材、尺寸、清水管清洁系数。洁程度，蒸汽的负荷，循环水的流量和人151温度都一2．1．2水侧和汽侧放热系数的计算定的情况下，凝汽器压力将只与空气浓度有关，即：水侧放热系数可用迪图斯一贝尔特公式l6l或米-厂()(9)哈耶夫近似公式计算_7I。汽侧放热系数的计算，目前还没有一个普遍公3实例与分析认的公式。通过对现有公式的比较l8I，的计算可采用下式II：3．1模型的实例计算=0．8lo