2014年度全国火电600mw级机组能效对标及竞赛汽机论文集

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1、全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十九届年会论文集汽机直接空冷机组小机凝结水至主机排汽装置改造及性能分析蒋高峰党岳（大唐彬长发电有限责任公司陕西咸阳712000）【摘要】节能减排是电力行业的一项基本要求，属于考核范围的重要项目之一。在大型发电企业中，各企业都在寻找各种节能减排的方式。本文介绍大唐彬长发电有限公司新建2×600MW直接空冷机组采用小机凝结水经雾化喷嘴直接喷入主机排汽装置的节能措施，通过喷嘴选用及喷淋降温计算，分析直接空冷机组采用小机凝结水喷淋装置可有效降低凝汽器热负荷，提高凝汽器真空，优化机组经济性。最后对机组所取得的经济效益进行了评估。【关键词】喷淋降

2、温真空给水泵汽轮机直接空冷系统凝汽器1前言在火电厂中，目前直接空冷机组都采用汽动给水泵给水方式，给水泵汽轮机排汽大部分采用了自带凝汽器的湿式循环冷却水系统，驱动给水泵汽轮机做功后的排汽（乏汽）在其自带凝汽器中凝[1]结成水后，经给水泵汽轮机凝结水泵将其打入主汽轮机排汽装置。如图1，这种结构的装置存在直接空冷机组排汽背压高，煤耗高的问题。为解决这一问题，图1改造前小机凝结水至主机排汽装置疏水系统1全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十九届年会论文集汽机大唐彬长电厂根据本厂实际情况，对小机凝结水管路及主机排汽装置进行改造，有效的达到了节能降耗的目的。本厂小汽轮机排汽采用湿冷

3、方式，与通常采用的主机湿冷方式相同。每台小汽轮机各配备一台小机凝汽器，小汽轮机排汽通过凝汽器冷凝成水后排至主机排汽装置。2基本原理对直接空冷装置进行冷却是降低空冷机组背压的一种有效方法。冷却方式有两种，一种是外部冷却，方法是增加真空泵运行、尖峰喷雾、定期清洗保持空冷凝汽器清洁提高凝汽器的换热量，从而降低凝结水温度、降低机组背压；另一种是从主机内部冷却，采用喷雾冷却，原理是将雾化的凝结水喷入主机排汽装置，利用喷淋水温度的焓值变化及与排汽装置凝结水混合来降低凝汽器热负荷，[2-6]提高凝汽器真空。本厂主机冷却方式采用直接空冷，主汽轮机的排汽背压8-30kPa，对应的饱和温度在4

4、1-70℃之间。而两台给水泵汽轮机则采用自带的水冷凝汽器，排汽背压在4-6kPa，对应的饱和温度在30-36℃之间，因此，两者之间的凝结水温有一定的温差。为此，大唐彬长电厂采用了给水泵汽轮机凝结水直接喷淋至主机排汽装置来提高机组的运行真空，进而提高了经济效益和机组安全性能。如图2为小汽轮机的凝结水经过雾化喷嘴雾化后与排入冷却器的主机排汽混合。图2改造后小机凝结水至主机排汽装置喷淋系统3喷嘴选用分析本文中选用不锈钢喷嘴，并且喷嘴口镶嵌硬质合金且采用空心锥形。系统总流量为130t/h，喷嘴数量为64个，平均单个喷嘴流量2.03t/h，泵最大杨程为0.15Mpa，流量偏差为+5/

5、-5%，喷射2全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十九届年会论文集汽机OO角度为90±7。设计中为了达到预定的水型，必须确定与之相关的流量、管径和所需的水压，为喷泉的管道布置和水泵选择提供依据。[7]，有根据流体力学原理喷嘴直径计算机喷嘴选择：（3—1）（3—2）管路压力损失计算：q高压硬管路压力损失：，雷诺数：R21960（3—3）eDq高压软管路压力损失：，雷诺数：R11165（3—4）eD其中，q为喷嘴出口流量，u0.7为流量系数，r为喷嘴出口半径，为喷嘴压力损失，为mc管道压力损失，v为水的比容，k71.24、k59.7为常数，q为管道总流量，D为管道

6、内径。12本文高压管路损失计算采用高压硬管路计算公式。4喷淋降温计算4.1小机凝结水至主机排汽装置喷淋降温计算。本文分别针对机组在600MW、550MW、500MW、450MW、400MW、350MW及300MW运行的情况下，进行了喷淋降温计算。图3为机组在不同负荷运行时环境温度分别在30℃及以上、20℃、10℃、情况下进行计算得出的背压变化趋势，由图3可以看出，在改为小机凝结水至主机排汽装置改为喷淋后，机组背压有整体下降现象且随着负荷及环境温度的升高下降的越多。3全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十九届年会论文集汽机背压变化曲线2.52kPa）1.51背压下降值（0

7、.50300350400450500550600650机组负荷（MW）环境温度30℃及以上环境温度20℃环境温度10℃图3不同环境温度对应真空提高值曲线4.2喷淋降温冷却装置投运实验小机凝结水至主机排汽装置喷淋降温冷却装置改造，效果如下：1)环境温度对喷淋降温有一定影响，且随着环境温度的升高喷淋降温的效果越明显；600MW负荷下，喷淋降温可使机组真空提高2.02kPa。2)300MW负荷运行时，喷淋降温使真空提高0.78kPa且随环境温度影响不是很大，主要原因是主机背压可持续维持在8左右kPa，对应压力下的饱和温度