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双背压凝汽器有效压差问题研究

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第５５卷第５期　

２０１３年ｌＯ月　汽轮机技术　

ＴＵＲＢＩＮＥ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖ０Ｉ．５５　Ｎｏ．５　

Ｏｃｔ．２０１３　

双背压凝汽器有效压差问题研究　

王　欢　，程东涛　，居文平　，马汀山　

（１中煤西安设计工程有限责任公司，西安７１００５４；２西安热工研究院有限公司，西安７１００３２）　

摘要：高、低压凝汽器建立有效压差是双背压凝汽器具有经济优势的关键所在。分析计算了某６００ＭＷ双背压凝汽　

器在不同运行条件下的有效压差，可供同类型机组参考。根据国内部分双背压凝汽器实际运行状态，发现实际运　

行中高、低压凝汽器压差偏小是普遍存在又常被忽略的问题，对机组经济运行造成很大损害。需要提高对双背压　

凝汽器建立有效压差问题的重视，采取合理措施保证双背压凝汽器经济运行。　

关键词：双背压凝汽器；压差；经济性　

分类号：ＴＫ２６４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—５８８４（２０１３）０５－０３９５－０３　

Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｒｏｂｌｅｍ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｒ　Ｄｕａｌ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　

ＷＡＮＧ　Ｈｕａｎ　，ＣＨＥＮＧ　Ｄｏｎｇ—ｔａｏ　，ＪＵ　Ｗｅｎ・ｐｉｎｇ　，ＭＡ　Ｔｉｎｇ—ｓｈａｎ　

（１　Ｃｈｉｎａ　Ｃｏａｌ　Ｘｉｈｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｅｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ；　

２　Ｘｉ’ａｎ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｘｉ’ａｎ　７１００３２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ／ｌｏｗ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｉＳ　ｔｈｅ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　

ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｆｏｒ　ｄｕａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ａ　６００ＭＷ　ｕｎｉｔ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｕｎｄｅｒ　

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｙｐｅ　ｕｎｉｔ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ　ｓｍａｌｌ　ａｎｄ　

ｔｈｉｓ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ　ａｎｄ　ｉｓ　ｏｆｔｅｎ　ｏｖｅｄｏｏｋｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｄｕａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓ．Ｔｈｉｓ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｃａｕｓｅｓ　ｇｒｅａｔ　

ｄａｍａｇｅ　ｏｎ　ｕｎｉｔ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｄｕａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　

ｔａｋｅｎ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔａｋｅｎ　ｔＯ　ｅｎｓｕｒｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｕａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｕａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ；ｅｃｏｎｏｍｉｃ　

Ｕ　日Ｕ　吾　

双背压凝汽器…被广泛应用到６００ＭＷ等级及以上汽轮　

发电机组中。双背压凝汽器中高、低压凝汽器压差直接影响　

双背压凝汽器运行经济性　Ｊ，双背压凝汽器能否建立有效压　

差（定义为压差的应达值）是考察凝汽器运行状态的重要指　

标。双背压凝汽器的有效压差应是多少也常常困扰着工程　

技术人员。　

１　双背压凝汽器的经济性优势　

相对单背压凝汽器，在相同凝汽器热负荷、冷却水进口　温度、冷却水流量和冷却面积时，双背压凝汽器的低压凝汽　

器压力低于相应单背压凝汽器压力，使其对应的热耗率相对　

降低；高压凝汽器压力高于相应单背压凝汽器压力，使其对　

应的热耗率相对升高；当低压凝汽器带来的热耗率相对降低　

值高于高压凝汽器带来的热耗率相对升高值时，双背压凝汽　

器较单背压凝汽器有经济优势。　

当凝汽器冷却水进口温度超过一定限值后，双背压凝汽　器相对单背压凝汽器较经济，且冷却水进口温度越高，经济　

性优势越明显。凝汽器在设计选型时需要考虑冷却水进口　

温度限值，该限值低于凝汽器平均冷却水进口温度时，双背　

压凝汽器较单背压凝汽器才具有总体经济优势。　

双背压凝汽器具有经济优势的关键因素是高、低压凝汽　

器之间能建立有效压差。如果高、低压凝汽器压差偏小，说　

明低压凝汽器压力较应达值升高了；如果高、低压凝汽器压　

差偏大，说明高压凝汽器压力较应达值升高了。无论是低压　

凝汽器压力升高还是高压凝汽器压力升高，均会损害机组运　

行经济性。实际运行中经常出现高、低压凝汽器压差偏小，　

甚至无差别，严重损害了机组的运行经济性；部分机组高、低　

压凝汽器压力之间虽有一定差值，但工程技术人员不清楚这　

个差值是否合理，特别是部分机组高、低压凝汽器抽空气管　

道通过一根母管连通真空泵，高压凝汽器抽空气管道上装有　

节流阀，运行人员通过节流阀来调整高、低压凝汽器压力差　

值，此时更需要知道在不同运行工况下高、低压凝汽器的有　

效压差。　

为了正常发挥双背压凝汽器的运行经济性优势，需要对　

双背压凝汽器的有效压差进行深入研究。　

收稿日期：２０１３－０１—１６　基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＡ０４Ｂ０３）。　

作者简介：王欢（１９７９一），女，工程师，长期从事火力发电厂设计研究工作。

　３９６　汽轮机技术　第５５卷　

２双背压凝汽器的有效压差分析　

本文以某６００ＭＷ超临界汽轮机双背压凝汽器为例进行　

计算分析，研究双背压凝汽器在不同运行条件下的有效压差。　

２．１设备规范　该凝汽器为Ｎ一３８０００—８型双壳体、双背压、双进双出、　

单流程、横向布置、表面式凝汽器。凝汽器冷却水系统采用　冷却塔循环供水方式，冷却水系统配套两台循环水泵，以满　

足不同季节和不同负荷条件下凝汽器对冷却水量的要求。　

凝汽器设备规范见表１。　

凝汽器热负荷根据进入凝汽器的排汽量和疏水量进行　

换算，该凝汽器在不同运行工况下的换热数据由该机组设计　热平衡图查得，具体见表２。　

２．２凝汽器计算结果　在汽轮机组不同负荷工况、不同冷却水进口温度、不同　

冷却水流量条件下的高、低压凝汽器计算结果见表３。计算　

过程中高、低压凝汽器热负荷取相等，运行清洁系数均取　

０．９ｏ计算过程中不考虑真空泵抽吸能力和汽轮机极限背压。　

从表３中看出，高、低压凝汽器有效压差与机组负荷（凝　

汽器热负荷）、冷却水流量、冷却水进口温度　等均有一定关　

系。不能简单的把一台机组的高、低压凝汽器有效压差定为　

一个或两个值，需要根据该机组的实际运行条件来确定有效　

压差。　

不同机组的冷却水流量、冷却面积、冷却水进口温度、相　

同负荷工况下的凝汽器热负荷等均会有差异，不同机组高、　

表１　凝汽器设备规范　

主凝结区冷却管壁厚　空冷区、顶部外围冷却管数量　空冷区、顶部外围冷却管外径　空冷区、顶部外围冷却管壁厚　ｍｍ　根　ｍｍ　ｍｍ　

机组负荷　低压凝汽器热负荷高压凝汽器热负荷—————　塑查丝旦　塑　量　笙　！－＿一　

ＭＷ　ＭＪ／ｈ　ＭＪ／ｈ　低压　压力古压　压力氚低压凝　

有效压差　第５期　王欢等：双背压凝汽器有效压差问题研究　３９７　

冷却水进口温度３０％、冷却水流量３７　６６５ｔ／ｈ条件下　

低压凝汽器压力　ｋＰａ　高压凝汽器压力　ｋＰａ　高、低压凝汽器有效压差　ｋＰａ　

低压凝汽器有效压差不会绝对相等，但表３中所列不同运行　

条件下的高、低压凝汽器有效压差可作为同类型机组的参　

考。在近似运行环境下如果高、低压凝汽器压力差值与表３　

俐听列有效压差差别较大，说明系统存在缺陷、机组处于不　

经济运行状态，需要查明原因并采取合理措施消除缺陷。对　

于部分凝汽器压力较低（如凝汽器压力低于汽轮机极限排汽　

压力３．３ｋＰａ）的工况，如果此时高、低压凝汽器压差没有达到　

有效压差，可暂不做处理。　３　双背压凝汽器实际运行状态　

国内部分高、低压凝汽器的实际运行状态见表４。　表４中所列机组在运行中均出现高、低压凝汽器压差较　

有效压差偏低的问题，使得凝汽器平均压力均有不同程度提　

高，对机组的经济运行造成很大损害，双背压凝汽器没有发　

挥出其应有的经济优势。　表４　国内部分高、低压凝汽器实际运行状态　

表４中所列机组均是笔者近两年在现场试验工作中实　际遇到的机组，以笔者实际所遇机组来做统计，高、低压凝汽　

器实际压差较有效压差明显偏低的机组约占８０％，说明占较　大比例的机组处于不经济运行状态。同时也说明有关高、低　

压凝汽器压差问题以前并未引起重视。　

高、低压凝汽器压差偏低的原因主要有两个方面，一是　

凝汽器抽真空系统布置方式不合理　；二是真空泵抽吸能力　

不足。针对不同机组的实际情况，通过诊断分析，查明高、低　压凝汽器压差偏低的原因后，往往可通过较少的改进措施取　

得较大的经济效益。　

４结论　

双背压凝汽器具有经济优势的关键是高、低压凝汽器之　

间能建立有效压差。　

（下转第４００页）

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凝汽器端差

凝汽器端差

凝汽器端差

凝汽器压力下的饱和温度凝结水温与循环冷却水出口温度之差称为端差;

理论上,端差越低越小,但实现困难,实际上综合循泵耗功电、复水器换热体积,最佳换热流速及流量,确定出一定4-6、6-8度的经济控制指标;

对一定的凝汽器,端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度,凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关;一个清洁的凝汽器,在一定的循环水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下就有一定的端差值指标,一般端差值指标是当循环水量增加,冷却水出口温度愈低,端差愈大,反之亦然；单位蒸汽负荷愈大,端差愈大,反之亦然;实际运行中,若端差值比端差指标值高得太多,则表明凝汽器冷却表面铜管污脏,致使换热条件恶化;

端差增加的原因有：①凝器铜管水侧或汽侧结垢；②凝汽器汽侧漏入空气；③冷却水管堵塞；④冷却水量增加等增加太多,端差低了,但循泵耗电多,综合比较定35万以上4-6度,以下为6-8度为经济;

最佳答案

1.凝汽器铜管或钛管结垢、堵塞、脏污,影响换热效果;

2.汽轮机排汽温度高;

3.凝汽器真空系统泄露等原因造成的真空度低;

4.凝汽器循环水流量不足;

循环水流量增大后,凝结器端差减小,循环水流量减小后,凝结器端差减大.

5.凝汽器水侧上部积空气未排出;

6.凝汽器集水井水位高,淹没铜管;

7.表计误差等其它原因;

以上原因均可造成凝汽器端差偏大;

真空系统严密性下降后,凝汽器的传热端差为什么增大

引起凝结器内真空下降的主要原因是：

1冷却水温由于环境温度而升高,夏天较低,冬天较佳;

2凝汽器冷却面积污脏,影响传热效果,引起真空下降;

3冷却水供水中断或水量不足引起冷却水温升高,引起真空下降;

4由于真空系统严密性不佳或轴封供汽中断,抽气器工作失常等原因,使漏气量增加而影响排汽压力,降低真空;

5凝汽量水位升高,使部分调管淹没而减少传热面积,进而影响真空;

大唐潮州发电厂600mw机组凝结器抽真空系统管路改造可行性方案论证

大唐潮州发电厂600mw机组凝结器抽真空系统管路改造可行性方案论证

缒塑，整凰．

大唐潮州发电厂600MW机组凝结器抽真空系统管路改造可行眭方案论证张守斌(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州515723)脯要】大唐潮州电厂600MW机组的凝汽器在设计E存在节满尔掘孔径偏大，起不到明显限流效果，在负荷低时背压差很小的现象。通过对目前运行赦况的分析和判断，本文提出两种改造方案，并用改造方案的优钝点进行了对比．并分析了抽真空系统改造后的经涕‰凝汽器的改造将有效提高机钿垢环热效率，对杠廛且的经济陡和节能降糕运芹亍惧荫-彳艮坪的现实意义。拱键词】凝汽器；优化；改造方案；经济性1引言大唐国际潮州发电公司一期建有两台超临界600MW凝汽=---t汽轮发电机组，主机为哈汽生产的CLN600—242／566／566型汽轮机，三缸四排汽。配套哈汽生产的双背压凝汽器，抽真空系统配套三台佛山水泵厂生产的真空泵，真空泵型号：2BW4353—0EK4，设计抽干空气量79Kg／h，极限真空2KPa，冷却器冷却水温24℃，冷却面积39．5m2，冷却水量79．{3t／h。真空泵入口管中273X65，抽空气母管①426x9，凝结器溺寸背压差126KPao表1凝汽器设计参数名称置位主导技术参数型号IU3l100-1型冷壬口面积盯0l100循环水入口温度℃24(夏季03)冷却水量t／h740ta冷却悟率62背压XP4平均5．88，高压倒背压6．51慨压倒背压t5．25冷却水温升℃8．4冷却管总教根4堋中25×o．5‘主凝结区)中25)<0．7(顶罄三捧殛通道外舅、钛管规格‘空冷区)木室压力柚陋0．35麓结器内抽空气蕾垂194X6内径180脯空气抽出口中245×10双背压凝结器具有以下优点：1)由于双背压凝汽器在相同的循环水温度流量下，可获得比单压凝结器更低的平均折合压力，尤其在水温高的地区，在循环水温升较高和循环{菩率较低的情况下，采用双背压凝汽器有较大收益。2)双背压凝汽器将低压侧温度较低的凝结水引入高压侧回热，凝结水过冷度要小，喇氐了高压凝结器冷源损失，提高了凝结水水温，减少了低加抽汽量，提高了汽轮机熟效率。2潮州电几副默列爵气器抽真空系统目前运行状况及分析潮州电厂抽真空管路布置见图1，抽空气管路分两路从高压凝结器内外圈抽空气区引出，经节流后进入低压凝结器，分别于低压凝结器内外圈抽空气管汇合，从低压凝结器进水侧引出，各经一隔离门后汇总到抽0426x9空气母管，再分三路与真空泵入口相连。设计t为了限制高压凝汽器内空气抽出量，防止高压凝汽器抽气量过大排挤低压凝汽器抽气由于节流孑L板孔径偏大，起不到明显限流效果，在负荷低时背压差很小，这点可从表2上直接反映出来。

电厂凝汽器端差异常分析及处理实践

电厂凝汽器端差异常分析及处理实践

电厂凝汽器端差异常分析及处理实践

摘要：社会发展迅速，电厂建设也突飞猛进。在凝汽式汽轮机装置中，凝汽设备发挥着十分重要的作用，且在整个热力系统中具有冷源的效果。凝汽器真空是发电机组汽机侧中的一项重要经济指标，直接影响着整个机组的热经济性。基于此，本文阐述了凝汽器端差值的关系，通过分析凝汽器端差的影响因素，研究了降低凝汽器端差的措施，希望能够有效地降低凝汽器的端差。

关键词：电厂凝汽器；端差异常分析；处理实践

引言

端差升高分为正常工况影响和异常因素导致。因此出现端差升高后，首先需确定其成因，如有异常，须尽快恢复端差正常，确保汽轮机正常运行。运行中，若端差值升高，可能原因有单位面积蒸汽负荷升高、冷却水温度降低(冬季)、冷却水流速下降、凝汽器密闭性变差、凝汽器钛管洁净度下降。前三项引发的端差升高一般情况下属于正常工况变化。而后两项引发的端差升高，则是必须及时排查的安全生产隐患。一般造成凝汽器钛管洁净度下降的原因为配套循环水系统的阻垢和生物黏泥控制效果下降，因此提升钛管洁净度的传统方法是进行化学清洗，一般需要耗费大量药剂及5天以上的时间。本方法通过分析污垢种类，针对性选用高效药剂，确定最佳投加时间间隔，以最小投加量在最短时间内使凝汽器端差恢复正常。

1凝汽器传热端差与汽轮机排汽压力的关系

对不同的排汽压力，△h基本为常数；冷却倍率m与汽轮机排汽量和循环水量有关（与机组负荷及循环水泵运行方式有关），当机组负荷及循环水泵运行方式不变时，m为固定值；对不同的循环水进、出口温度，Cp基本为常数。由此可见，当机组负荷及循环水泵运行方式不变时，循环水的温升为固定值，此时，汽轮机排汽压力完全取决于循环水入水温度和凝汽器传热端差。循环水入水温度取决于自然环境温度和供水方式，对于已经投产运行的发电厂，环境温度和循环水供水方式人为无法改变，因此，凝汽器传热端差是影响汽轮机排汽压力的决定因素。

核电厂常规岛双背压机组冷端优化计算方法研究

核电厂常规岛双背压机组冷端优化计算方法研究

第２７卷第３期　２　０　１　２年９月　青岛大学学报（工程技术版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＱＩＮＧＤＡＯ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｅ＆Ｔ）　Ｖｏｌ＿２７　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２　０　１　２　

文章编号：ｌＯＯ６—９７９８（２０１２）０３—００８８—０４　

核电厂常规岛双背压机组冷端优化计算方法研究　

侯平利，江海燕　

（中广核工程有限公司，深圳５１８０００）　

摘要：为了对核电厂双背压机组进行冷端优化，本文建立了核电厂双背压机组计算模型，　

该模型考虑了双背压机组存在的凝汽器高低压汽室饱和压力的差异，通过微增出力计算　

得到与凝汽器高低压汽室对应的不同背压汽轮机低压缸微增出力，开发出了高精度双背　压机组冷端优化计算方法。该方法克服了按照凝汽器高低压汽室平均背压求微增出力的　

缺陷，反映了微增出力曲线的非线性特征。通过算例分析，比较了按平均背压和分汽室压　力计算微增出力的差异。该方法可用于双背压凝汽器机组技术经济性的评价和选型。　

关键词：核电站；汽轮机；冷端优化；微增出力；双背压　中图分类号：ＴＫ２６４．１　文献标识码：Ａ　

凝汽器背压是汽轮机组运行的重要参数，其数值的大小，对汽轮机运行的经济性和安全性影响很大。核　电机组与火电机组相比，排汽量较大；而凝汽器面积、循环水泵流量等冷端参数对核电机组的出力、设备初始　

投资、维护费用以及运行经济性的影响较大。因此，根据具体厂址条件，对冷端参数进行系统性分析，并综合　考虑设备投资及运行费用，确定合理的冷端参数组合，以获得最佳的电厂收益。随着内陆核电站建设的不断　发展，迫切需要开发一种可以对内陆核电站双低压缸双背压机组进行冷端优化的工具＿１Ｊ。王世勇等人ｌ２　首　

次建立了沿海核电站单背压机组的冷端优化计算方法，该方法采用微增出力计算方法＿３　计算不同背压下的　

微增出力，进一步得到不同的凝汽器面积、管长等参数，给定背压的计算步长，并在每个给定背压下进行凝汽　器的热力性能计算。但是对于双背压机组，由于高低压凝汽器汽室的压力不同，且又互相牵连，在一个给定　背压下无法对双压凝汽器两个汽室的压力进行识别，进而无法计算出一系列凝汽器热力参数，所以该方法不