凝汽器传热端差.doc

凝汽器传热端差分析及降低端差的途径 徐奇焕 (湖北省武昌热电厂) 【摘要】真空度是影响汽轮机组接带负荷和热效率的一个重要经济指标,而凝汽器端差又直接影响 着真空度的高低。从分析影响端差的因素着手,结合武昌热电厂的运行实践,提出降低端差的措 施,以改善凝汽器热交换状况。 关键词:汽轮机 凝汽器 端差 0 前 言 热力发电厂中,凝汽式汽轮机及抽汽凝 汽式供热汽轮机附设的凝汽器的作用之一是 在汽轮机排汽口造成高度真空,使其机组排 汽尽可能膨胀到低的压力,多作功和减少冷 源损失。因此,凝汽器工作的好坏直接影响着 机组的循环热效率。所以,对凝汽器的运行指 标进行监督和分析,及时发现和消除异常现 象,保持凝汽器良好运行工况,历来是电厂节 能工作者的重要内容和经常研究的课题。本 文仅对反映凝汽器热交换状况的指标——端 差作一些分析,并就如何降低端差提出一些 对策。 1凝汽器端差与机组真空的关系 众所周知,正常运行时,凝汽器的排汽压 力与排汽温度的关系是饱和蒸汽的压力和温 度的关系。这样,实际凝汽器内的排汽压力可 由与其相应的饱和蒸汽温度来确定,而饱和 蒸汽温度用下式计算: tk=t1+Δt+δt(1) 式中 tk——与凝汽器内排汽压力相对应的 饱和蒸汽温度,亦即排汽温 度,℃ t1——凝汽器进口循环冷却水温 度,℃ Δt——循环冷却水温升,℃ Δt=t2-t1 t2——凝汽器出口循环水温度,℃ δt——凝汽器传热端差,℃ 由式(1)可知,凝汽器排汽温度tk取决 于凝汽器进口冷却水温t1、冷却水温升Δt和 端差δt。 又因凝汽器排汽压力pk是排汽温度tk 的单值函数,所以 pk=φ(t1,Δt,δt) (2) 也就是说,式(2)中,各自变量的数值越 小,凝汽器排汽压力pk和排汽温度tk也越 小,排汽压力的降低,增大了蒸汽的理想焓 降,使有更多的热能在汽轮机中转变为机械 能,同时释放给循环水的冷源损失也相应地 减少了,因而是经济的。例如,当进入汽轮机 的蒸汽流量不变,凝汽器中的排汽压力pk每 降低0.98kPa(0.01ata),可使机组功率增加 1%。又由试验结果得知,对中小型机组,排汽 压力每下降1%,汽耗减少1%,发电煤耗下 降1%左右。若一台中压25MW机组排汽真 空提高0.98kPa(7.355mmHg,相当于该型机 组设计真空的1%),电功率将增加1250kW, 第39卷第3期汽 轮 机 技 术Vol.39 No.3 1997年6月TURBINE TECHNOLOGYJun.1997煤耗下降4.9g/kW·h,以年运行7000小时 计,每年可多发电875万kW·h,节约标煤 约860t。 2 影响凝汽器端差的因素 如上所述,为降低凝汽器排汽温度,以获 得较低的排汽压力(亦即较高的排汽真空), 就应降低循环冷却水的进水温度,减少冷却 水温差和端差。 端差是反映凝汽设备热交换状况的指 标,即与传热情况无关。所以,端差除了与循 环水流量、速度以及进口温度有关外,还与凝 汽器冷却管表面的清洁程度、真空系统的严 密性有关,亦即传热越强,端差越小。于是,端 差可用式(3)求出: δt=Δt ekFw-1(3) 式中 k——凝汽器内排汽至循环冷却水的 平均总体传热系数,kJ/m2·h ·℃ F——凝汽器的冷却面积,m2 w——循环冷却水量,kg/h 为便于运行中对凝汽器的传热端差进行 监督、分析,可作凝汽器热力试验,得出端差、 冷却水温度和凝汽器负荷的关系曲线,如图 1所示。运行中定期将各项实际指标代入式 (3)进行计算,其结果与曲线作核对比较,发 现端差超出范围时,采取对策设法降低。 图1 端差δt、负荷率dk、冷却水进水温度关系曲线 如果没有试验曲线,也可用A·B雪格 里雅耶夫提出的经验公式计算出端差: δt=M31.5+t1(dk+7.5) (4) 式中M——系数,M=5~7,凝汽器工作状 况良好时,取M为较小值 dk——凝汽器单位蒸汽负荷,kg/m2·h dk=DkF Dk——进入凝汽器内的蒸汽量,kg/h 上式不仅可以用来求出机组在不同工况 下的凝汽器的端差,而且可以起到与凝汽器 试验曲线相同的作用,判断凝汽器工作是否 正常。 3降低凝汽器端差的途径与实践 在分析影响凝汽器端差的因素之后,对 已投运的机组可采取以下措施来降低端差。 3.1 巩固胶球清洗效果 凝汽器冷却水管表面赃污、结垢,减弱了 传热效果,降低了传热系数k,加大了水与冷 却水管的温差,从而使端差增大;冷却水管及 其管板被水中杂物堵塞,造成凝汽器的冷却 水量不足,则表现为冷却水温升Δt的升高, 也同样增加了端差。为保持凝汽器冷却水管 内表面的清洁和水流畅通,采用胶球自动清 洗是行之有效的方法。但目前不少电厂存在 着由于收球率不高而影响