海门电厂1000MW机组背压优选及凝汽器设计要求 (1)

凝汽器压力/ kPa(a)
4 .017 5 .151
凝汽器平均压力/ kPa(a)
4 .584
汽机估算热耗率/(kJ · kW h-1)
7 308
汽器 汽器 23 .4 27 .28 3 .88 3 .90 3 .72 3 .61 7 .60 7 .51 31 .00 34 .79 4 .492 5 .556
年平 均 冷 却 水 温 (凝 汽 器 入 口 冷 却 水 温) 23 .4 ℃对应的冷端优化年平均背压为5 .15 kP a(a)
湖 北 电 力 Vol.34 №1
Feb .2010
第203140卷年第2
1期 月
表 2 1 000 MW 机组 TMCR 工况部分热平衡计 算数据
表 4 1 000 MW 机组 TMCR 工况低 、高压凝汽器数据
LP 凝 H P 凝 LP 凝 HP 凝
汽器 汽器
凝汽器进水温度/ ℃
22 .0 25 .88
循环水温升/ ℃
3 .88 3 .90
传热端差/ ℃
3 .82 3 .64
初始温差/ ℃
7 .70 7 .54
凝结水温度/ ℃
29 .70 33 .42
δt =
Δt
KA
e 4186 .8Dw
-1
式中 , A —凝汽器换热面积 , m2 。
(3)
凝汽器的凝结水温度 tc(℃): tc = t +Δt +δt
式中 , t —进凝汽器的冷却水温度 , ℃。
低 、高压凝汽器的凝结水温度(℃)为 :
tLP =t1 +ΔtLP +δt L P t HP =t1 +ΔtLP +Δt HP +δt HP 双背压凝汽器的平均压力为 :
湖 北 电 力 第 34 卷第 1 期 2010 年 2 月
VFoelb.3.240№101
海门电厂 1 000 MW 机组背压优选及凝汽器设计要求
徐传海 , 薛家春
(中南电力设计院 , 湖北 武汉 430071) [ 摘 要] 根据所提供的凝汽器换热计算方法及其计算结果 , 提出供海门电厂 1 000 M W 机组设 计参考的凝汽器优化设计数据 , 并对凝汽器空冷区及疏水接口等提出设计建议 。 凝汽器优化设计后的 汽轮机热耗率约低 22 kJ/ kWh 。 [ 关键词] 1 000 M W 机组 ;凝汽器 ;优化设计数据 ;设计要求 [ 中图分类号] T M 621 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1006-3986(2010)01-0028-03
Back Pressure Optimization of Haimen Power Plant 1 000 MW
Unit and Design Requirements for its Condenser
XU Chuan-hai , XUE Jia-chun
(Centra l S outhern China Electr ic Po wer D es ign Institute , W uhan H ubei 430071, China)
5 .024 7 321
由表 4 得知 :以供水专业冷端优化数据为基础 ,
当循环冷却水温度 22 ℃考虑 时 , 高 、低压凝 汽器的
压力为 4 .017 kP a(a)、5 .151 kPa(a), 平均压 力为 4 .584 kPa(a), 优于业主要求 5 .3 kPa(a);当循环冷
却水温度按年平均温度 23 .4 ℃考虑时 , 高 、低压凝
K o 、Ft 、F m 由参考 文献《St andards fo r St eam
Surface Condense rs》查得 。
凝汽器冷却水的温升(℃):
Δt =Q/Dw / 4 .1868
(2)
式中 , Q —凝汽器换热量 , kJ / s ,
Dw —冷却水流量 , kg/ s 。
凝汽器的端差 δt(℃):
汽机热耗率增量 估计/(kJ · kW h -1)
23 .4 4 .492 5 .556 5 .024
[ Abstract] Accordi ng t o t he computatio nal met hod and result s of co ndenser hea t t ransferal , t he optimi zed design data are proposed as a ref erence f or Haimen pow er plant 1 000 M W unit .In addit ion , som e sugg esti ons are g iven as to desig n of air cooling area and drainage int erface of condenser .A ft er adopting t he optimized design of condenser , st eam turbine heat consumption rate is appro ximately low ered by 22 kJ/ kWh . [ Key words] 1 000 M W uni t ;condense r ;optim ized design data ;desig n requi rement s
机组背压是影响热经济性的重要参数之一 。机 组的设计背压 ———凝汽器的设计压力的大小除影响
1 基本数据[ 1]
汽轮机末级叶片长度确定外 , 还影响凝汽器的设计 。 1 .1 海水温度
本文根据华能汕头海门电厂 2 ×1 000 MW 机组凝
海门电厂循环冷却海水温度因缺少实测资料而
汽器计算结果 , 对该 1 000 M W 机组凝汽器设计压 引用邻近电厂 ———汕头电厂的数据 , 月平均水温见
为了防止海水腐蚀 , 海门电厂 1 000 M W 机组 凝汽器采用钛管 。 冷端优化确 定的冷却倍率 约为 65/ 52(循环水泵运行工况 1 年分为 2 季), 热季循环 水量 112 820 t/ h , 冷季循环水量 91 071 t/ h 。 海门 电厂 1 000 M W 机组凝汽器的优化数据见表 3 。
(4 .59/5 .71), 年平均冷却水温 25 .1 ℃(6 台机组建 成后最大温排水温升按 1 .7 ℃计)对应的冷端优化 年平均背压为 5 .64 kPa(a)(5 .03/ 6 .25)。
2 设计压力优选
2 .1 计算方法简介
就双背压凝汽器而言 , 优选的主要工作是确定
高 、低压凝汽器设计压力 。
(4) (5)
Pc =(PLP +P HP )/2
(6)
2 .2 循环冷却水温度 当循环冷却水温度为 22 ℃与 23 .4 ℃时 , 海门电
厂 1 000 M W 机组 T MC R 工况用上述基本数据及
计算所得的低 、高压凝汽器数据见表 4 。 其中 , 循环
冷却水量取热季流量 112 820 t/ h 。
海门电厂 1 000 M W 汽轮机 T M CR 工况高 、低
压凝汽器的换热量 QLP 和 Q HP 见表 2 。
凝汽器的传热系数 K 与凝汽器的管材 、管径 、
壁厚 、管子清洁系数 、冷却水温 、管内水流速及换热
量(或机 组 负荷)的 大 小有 关 。 由下 述 经 验公 式
(H EI 标准推荐公式)计算 :
[ 收稿日期] 2009-09-12 [ 作者简介] 徐传海(1958-), 男 , 山东莒南人 , 教授级高工 。
· 28 ·
1 .2 汽轮机热平衡数据 按“ 循环冷却水温度 22 ℃, 机组平均背 压 5 .3
kP a(a)”方案 , 上海汽轮机厂 1 000 MW 机组 T MC R 工况部分热平衡计算数据见表 2 , 热耗率为 7 330 kJ/ kWh 。 1 .3 供水专业优化数据
LP 凝汽器 4 .8
759 938 2 314 .9
76 082 2 444 .9 132 .5 510 680 .9
-
H P 凝汽器 5 .8
764 993 2 326 .2
77 720 2 445 .2
146 .6 510 891 .0注
914 417 .8
162 169 161 .3
注 :疏至凝汽o Ft Fm Fc
(1)
式中 , K —凝汽器的传热系数 , W/(m2 .℃),
K o —与换热管外径 和管内水流速有关的基本
传热系数 , W/(m2 .℃),
F t —进凝汽器的冷却水温修正系数 ,
Fm —凝汽器管材与管子壁厚修正系数 ,
Fc —换热管清洁系数 , 钛管一般取 0 .9 。
轮机平均排汽压力 5 .3 kP a(a)”相应的汽轮机热耗
率 7 330 kJ/ kWh 相比 , 在循环 冷却水设计温 度为 22 ℃及其他数据与供水专业冷端优化数据相同的情
况下 , 汽轮机热耗率约降低 22 kJ/ kWh 。因此 , 冷端
优化后机组能获得很好的热经济效果 。
2 .3 温排水温升
汽器的压力及平均压力为 4 .492 kP a(a)、5 .556 kPa
(a)及 5 .024 kPa(a), 也优于供水专业冷端 优化的 高 、低压凝汽器的压力及平均压力为 4 .59 kPa(a)、
5 .71 kPa(a)及 5 .15 kPa(a)。
另外 , 与原方案“循环冷却水设计温度 22 ℃, 汽
年 23 .4
业主提出“循环冷却水温度 22 ℃”选取水温 , 但 由表 1 得知 , 该温度仍然偏低 , 宜按年平均温度 23 .4 ℃考虑 。
循环冷却水的温排水将提高循环冷却水的取水 温度 , 温排水对取水温度的影响随着机组建设台数 的增加而变大 。 海门电厂装机为 2 ×1 000 MW 、4 ×1 000 M W 和 6 ×1 000 M W 时 , 中国水利水电科 学研究院在典型条件下的 “冷却水工程数值模拟计 算”结果是取水温升值分别约为 0 .3 ～ 0 .5 ℃、0 .6 ～ 1 .0 ℃和 0 .8 ～ 1 .7 ℃。