定量分析双背压凝汽器冷却水管结垢对机组经济性的影响

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1、定量分析双背压凝汽器冷却水管结垢对机组经济性的影响肖国俊（华中科技大学能源与动力工程学院，湖北武汉430074）摘要：以热力学第一定律为基础，应用传热学原理，定量分析了双背压凝汽器冷却水管结垢对凝汽器真空、机组功率以及机组热耗率的影响。研究成果对提高电厂机组运行的经济性有着重要的现实意义。关键词：定量分析；双背压凝汽器；冷却水管；结垢；经济性中图分类号：TK264.1文献标识码：AQuantitativeAnalysisoftheImpactonUnitEconomicalPerformanceofDuplexPressurCondenserCooli

2、ngWaterTubeFoulingXIAOGuo-jun（TheInstituteofEnergyandPowerEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074，China）Abstract:Onthebasisofthefirstlawofthermodynamics,usingheattransfertheory,theimpactoncondenservacuum,unitpower,andunitheatrateofcondensercoolingwatertu

3、befoulingisanalyzedquantitatively.Theresultoftheresearchhasanimportantcurrentsignificanceforimprovinguniteconomicaloperationinpowerplant.Keywords:quantitativeanalysis;duplexpressurcondenser;coolingwatertube;fouling;economicalperformance0前言外输出功率N所少消耗的热能，应等于循环水多带出的凝汽器是凝汽式机组的重要组成部分

4、，其工作状况的热量，即ΔNQ=Δ2好坏，直接影响着整个机组运行的安全性和经济性。由于双背压凝汽器相对于单压凝汽器具有更均匀的热负荷分布、更好的冷却效果及更优的经济性，因而得到了广泛的应用。同时我国300MW以上大容量机组的开始不断普及，这些大容量机组的汽轮机一般设计成2个低压缸(4个排汽口)，这也为采用双背压凝汽器来提高机组热效率创造了条件。凝汽器真空是评价凝汽器运行状态优劣和运行检测中的一个很重要的指标。凝汽器真空过低会严重影响电厂机组的安全经济运行，而造成凝汽器真空过低的一个重要原因就是凝汽器冷却水管结垢。双背压凝汽器的设计和分析计算基本上仍然采用

5、单压凝汽器的那一套理论方法，因此双背压凝汽器冷却水管的污染程度仍然沿用凝汽器清洁系数这一抽象概念来衡量。但是如何定量计算双背压凝汽器冷却水管结垢后对机组经济性的影响，从而更有针对图1机组热力系简图性地指导机组的运行和检修决策，这个问题至今仍没得到1.2定量分析计算的基本步骤解决。正是基于这种现实情况，本文提出了一套定量分析（1）根据上述原理，计算双背压凝汽器的总放热量双背压凝汽器冷却水管结垢对机组经济性的影响的计算Q2；方法。（2）在冷却水管清洁的条件下，根据传热方程、准1双背压凝汽器冷却水管结垢定量分析的基本原则方程、传热系数等计算式分别计算低压、高

6、压凝汽器的理和步骤传热系数klp、khp，冷却水量Dw，冷却水流速uw，水侧放1.1基本原理热系数αwlp、αwhp及汽侧放热系数αslp、αshp。如图1所示，将整台机组取为一个热力系，根据热力（3）在相同工况下，冷却水管结垢将使汽轮机排汽学第一定律，外界输人锅炉的有效利用热量Q1，应等于温度升高。因此先分别假设低、高压凝汽器的凝结水温为凝汽器的放热量Q2、各项散热损失Q3与汽轮发电机组tlp1、thp1，查饱和水物理性质表得到与之对应的低、高压对外输出功率N三者之和。既Q1=Q2+Q3+N。凝汽器压力分别为plp1、php1，再根据凝汽器通用修正曲

7、线在相同的工况下，假设冷凝器铜管结了一层水垢，这拟和成的公式计算出机组功率减少值△N。根据上述原样，冷凝器热阻增如，使得排汽压力升高，输出功率减少，理，凝汽器的放热量将变为Q2+△N。然后再分别计算低热耗率增加。在Q1和Q3不变的情况下，汽轮发电机组对压、高压凝汽器的冷却水出口水温t'w12、t'w2，水侧放热系数αwlp1、αwhp1，传热系数klp1、khp1及其放热量Qlp、Qhp。表2凝汽器结构参数一般情况下可近似认为高、低压凝汽器的换热量相等。参数符号单位数值那么若已满足下式要求，则说明假定的排汽温度正确，否凝汽器总换热面积Fm232400则

8、重新假定tlp1、thp1的值，重复上述计算步骤，直至满足流程数b－1要求。冷却水管总数n33