空冷机组尖峰冷却系统管壳式凝汽器的换热性能研究

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1、分类号：TK172单位代码：10183研究生学号：2015422120密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）空冷机组尖峰冷却系统管壳式凝汽器的换热性能研究ResearchonHeatTransferPerformanceofShell-and-tubeCondenserintheSystemofAirCoolingUnitCombiningwithPeakCoolingUnit作者姓名：牛段段专业：动力工程及工程热物理研究方向：能源高效转化技术指导教师：金英爱教授培养单位：汽车工程学院2018年6月空冷机组尖峰冷却系统管壳式凝汽器的换热性能研究－－Ｒｅｓ

2、ｅａｒｃｈｏｎＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳｈｅｌｌａｎｄｔｕｂｅＣｏｎｄｅｎｓｅｒｉｎｔｈｅＳｙｓｔｅｍｏｆＡｉｒＣｏｏｌｉｎＵｎｉｔＣｏｍｂｉｎｉｎｗｉｔｈＰｅａｋｇｇＣｏｏｌｉｎｇＵｎｉｔ作者姓名：牛段段专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：金英爱教授学位类别：工学硕士答辩日期：刺公年Ｃ月％日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著

3、作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明：本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年Ｚ月夕日摘要空冷机组尖峰冷却系统管壳式凝汽器的换热性能研究由于电厂空冷机组建在室外，受环境因素影响较大，尤其在环境温度高的

4、夏季，换热性能降低，机组运行背压升高，造成机组限负荷运行，不仅会给电厂带来经济损失，也影响机组运行的安全性。本文针对某电厂夏季空冷机组存在的问题，对现有机组进行改造，提出尖峰冷却系统与空冷系统并联运行的方案，通过试验与模拟计算的方法，证明改造方案的可行性及对凝汽器换热性能进行分析，为夏季高温地区的电厂安全经济运行提供理论与数据参考。首先，针对某电厂330MW空冷机组存在的问题，对1号汽轮机排汽系统进行改造，提出尖峰冷却系统与空冷系统并联运行的方案，用管壳式凝汽器建设尖峰冷却系统，减少进入空冷机组的汽轮机排汽量，保证空冷机组对排汽的有效冷却。提出一个电厂排汽冷却机

5、组增加尖峰冷却系统的总体设计方案，详细地介绍了热机部分、水工部分、电气部分、热工控制部分的改造设计细节。通过对电厂夏季投运的管壳式凝汽器进行试验，分析在夏季高温时期，不同负荷和不同温度下，投入和切除尖峰冷却装置对机组背压的影响，结果表明：机组负荷在200MW，环境温度为27℃，投入尖峰冷却装置后机组背压降低2.9kPa，而切除尖峰冷却装置机组背压升高2.6kPa；机组负荷在300MW，环境温度分别为27℃、29℃时，投入尖峰冷却装置后机组背压降低6.7kPa、5.8kPa，而切除尖峰冷却装置机组后背压分别升高5.4kPa、5.9kPa。从节约标准煤量、增加耗电量

6、两个方面进行经济性分析，在机组负荷200MW时投运尖峰冷却装置后年收益增加382.2万元。通过Simulink软件搭建模型，建立冷却水进口温度、冷却水流速、蒸汽进气量、空气相对含量、冷却管材质、管壁厚度及污垢厚度与凝汽器总传热系数、凝汽器传热端差、凝汽器热交换量、凝汽器凝结量之间的关联式。分析冷却水进口温度、冷却水流速、蒸汽进气量、空气相对含量、冷却管管材、管壁厚度及污垢厚度对凝汽器换热性能的影响。计算结果表明，冷却水进口温度升高，平均换热温差减少，凝汽器总传热系数增加，凝汽器的热交换量和冷凝量下降；冷却水流速增加使凝汽器的总传热系I数增加，传热端差减小，凝汽器

7、真空度提高，凝汽器的热交换量和冷凝量增大；蒸汽负荷增加，凝汽器总传热系数升高，传热端差升高，凝汽器的真空度降低，凝汽器的热交换量与冷凝量减少；漏入凝汽器中的空气会降低汽侧的表面传热系数，从而降低凝汽器总传热系数，提高凝汽器传热端差，降低真空度；冷却管管材导热系数越大，则凝汽器总传热系数越大，凝汽器传热端差越小，凝汽器的真空度升高；冷却管壁增厚，总传热系数降低，端差增加，真空度降低，凝汽器的热交换量与冷凝量减少；污垢越厚，冷却管的传热热阻越大，凝汽器总传热系数降低，传热端差增大，真空度降低，凝汽器的热交换量与冷凝量减少。运用CFD软件对管壳式凝汽器的凝结换热与流动

8、特性进行模拟，研究不同冷