定量分析凝汽器冷却水管结垢对机组经济性的影响

ＡＮｌ＝１ ７７１．６８（ｐ。ｌ—Ｐ。）＝３９２６．０４ｋＷ
根据热力学第一定律，此时凝汽器放热量应为 Ｑ２０＝Ｑ２＋△Ⅳｌ＝２８０ ７８５．３３ｋＷ
冷却水出水温度
，１
ｔ砬ｌ＝·：等＋ｔ。ｌ＝３０．７３℃
定性温度
ｏ矿ｕ＂
第２期
王运民：定量分析凝汽器冷却水管结垢对机组经济性的影响
１０７
“：毕：２６．０２ａＣ
和清洗（如本文提到的污垢层可利用机组大小修时间进行酸 洗），以确保凝汽器运行中冷却水管处清洁状态。
（３）凝汽器的运行中，总希望知道冷却水量的大小。而 测量和测准冷却水量是比较困难的，即使采用先进的超声波 流量计，也要在地面下挖出很深的坑，况且冷却水管直径大， 也不易测准。从热力学第一定律出发，不仅定量计算了冷却
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汽轮机技术》 ：： 一
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譬
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：： 掣
｛｛｛｝’
万方数据
ｑ＝南＝＂２５．３８ｋｇ／ｓ ｋＪ／（ｋｇ·℃）；ｒｅ却水密度ｐ，＝９９６．７１ｋｇ／ｍ３。 冷却水流量
冷却水流速
，＝一＝．Ｓ／３ｈｉ／ｓ
。Ｐ－ｎ”孑ｇ－ ４ｄ
雷诺数
ＲＫ．＝，等 ：型＝：４８
３５．２１４８
３３５ ·
２１
Ｒ旷＞１０４，处于旺盛紊流区。
则¨１ Ｎ．／＝０．０２３砖８畴４＝２６４．４９
水侧放热系数
ｋ
Ｏｔ２
ＡＩ
２．２．３凝汽器冷却水管结垢时的计算
该电厂冷却水系统采用闭式循环，用地下水作为凝汽器
的冷却水。该冷却水的碱度、硬度大，水垢的成份主要是碳 酸钙和碳酸镁，其导热系数Ａ：＝１．７５Ｗ／（ｉｎ·℃）。
利用计算机程序将凝汽器真空通用曲线拟合成以下公
式
ＡＮ＝１ ７７１．６８ｐ。一９．１２ （Ｐ。≥０．００５ １５ＭＰａ）
万方数据
１０６
汽轮机技术
第４７卷
空、机组的热耗率。
２凝汽器冷却水管结垢定量分析实例
以某电厂２００ＭＷ机组凝汽器为例进行说明。
２．１原始计算数据
原始计算数据如表１、表２所示。
表１
凝汽器结构参数
序号
名称
符号 单位
数值
２．２详细计算 ２．２．１凝汽器的放热量Ｑ２
由前面所述，Ｑ：＝Ｑ。一Ｑ，一Ⅳ Ｑｌ＝Ｇｏ（‰一ｔ。）＋Ｇ＿。（Ｊｏ—ｈｄ）＝４８７ ３２４．９６ｋＷ Ｑ３可根据设计参数计算选取口３，经计算得Ｑ３＝ １．８３３％Ｑｌ，所以，Ｑ２＝０．９８１ ６７Ｑｌ—Ｎ＝２７６ ８５９．２９ｋＷ。 ２．２．２凝汽器冷却水管清洁时的计算 传热系数：
要因素是蒸汽的流速、冷却水管的排列、不凝结气体的含量 等。而在汽轮机负荷不变、抽气器工作正常、真空系统严密
３结论
性正常的情况下，上述影响因素是近似不变的…。
凝Ｑ２汽ｌ器：的毛放热 ‰量。：ｌ塑ｎ盟掣：！２８０７８５．４８ｋＷ
因且掣＝５．３４×１０一ｆｊ，ｌ—ｔ＜ｗ１２１０－６，说明假定的汽轮 Ｖ２Ｉ
表３
凝汽器冷却水管结垢有关计算结果汇总
（２）由表３可看出，随污垢层厚度的增加，凝汽器的真空 成功地计算了凝汽器的冷却水量。
和机组的功率近似成正比例下降，机组的热耗率近似成正比 例增大。所以机组运行中，除按规定投用凝汽器胶球清洗装
参考文献
置外，还应根据当地冷却水质情况，对凝汽器进行定期检查 ［１】杨善让．汽轮机凝汽设备及运行管理［Ｍ］．北京：水利电力出
ｔＸ２＝缸＝６４５３．５６Ｗ／（ｍ２·ｏｃ）
由牛顿冷却公式Ｑ２＝０１２Ｆ（ｔ。一０）得冷却水管壁面温度
气＝。＋墨＝２９．７７℃
因ｔ。一０＝３．８２℃＜２０℃，即冷却水与壁面具有中等以
下温差，所以选用上式计算水侧放热系数正确…。
ｄｌ：Ｔ—＿—雨ｋ：２３’ 汽侧放热系数 ｄ－２
７８０．３８Ｗ／（ｍ２．儿℃’）
机排汽温度正确。
（１）上述定量计算表明，冷却水管结垢严重影响着凝汽 器真空及机组运行的经济性。冷却水管结垢０．４ｍｍ时，使凝 汽器真空下降２．２１６ｋＰａ，使机组的功率减少３ ９２６．０４ｋＷ，使 机组的热耗率增加１７２．９５１ｄ／（ｋＷ·ｈ）。为了更进一步说明 问题，在这里还以同样的方法计算了不同污垢层厚度对凝汽 器真空及机组经济性的影响数据，如表３所示。
‘ｎ一
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一
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查表得：Ａ＾＝０．６１０Ｗ／（ｍ·℃），坳＝８．８５×１０－７ｍ２／ｓ，
２．２．４冷却水管结垢对凝汽器真空、机钮热耗率的影响计算 冷却水管清洁时凝汽器的真空及机组的热耗率 皿＝Ｐ。一Ｐ。＝０．０９４６５ＭＰａ
Ｐ讯＝６．０６，ｐ，＝９９６．７０ｋｇ／ｍ’。
此时，冷却水管内径ｄｌ＝２４．２ｍｍ，以上述同样的方法可
万方ｋ．数。据一Ｑ２ＦＡｔ＝。页Ｑ２ｉｊ：１＿Ｊｔｎ，■一ｔ“ ｉ
＝２ ３３２．９０Ｗ／（Ｉｌｌ２·℃）
冷却水平均温度ｔ，：：毕：２５．９５。Ｃ
●，一
＾
一
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。
上
以此为定性温度，查表得：
wenku.baidu.com
导热系数Ａ，＝０．６ｌＯＷ／（ｍ·℃）；动力粘度吩＝８．８６×
１０。７ ｍ２／ｓ；普朗特数Ｐ，，＝６．０７；定压比热容ｃｖ／＝４．１７８
ｑｏ：—３６百００一Ｑｌ：８７０５．］３ｋＪ／（ｋＷ．ｈ）
计算出：冷却水流速埘，ｌ＝１．８２８ｍ／ｓ，雷诺数Ｒ矾＝４９９８５．９９，
努谢尔特数％＝２７１．５２，水侧放热系数屹，＝６ ８４４．１０
Ｗ／（ｍ２·℃）。
则ｈ，２传ｒ热ｊ系五数 “５钇３１ｗ／（ｍ２汽）
一十一ｔ—ｔ—
ａｌ
屹Ｉ
Ａｌ
Ａ２
在传热系数七，的计算中，认为冷却水管污染前后凝汽
式中，Ｐ。为汽轮机排汽压力，ＭＰａ；△Ⅳ为因排汽压力升高 （凝汽器真空降低）使机组功率的减少值，ＭＷ。
现假定冷却水管内壁结了龟＝０．４ｒａｍ厚的水垢，导致排 汽温度由ｌ。＝３７．２。Ｃ上升至ｔ，ｌ＝４２．６９５ １℃，则与之对应的
排汽压力由以＝０．００６３５ＭＰａ上升至Ｐ。１＝０．００８ ５６６ＭＰａ，机 组的功率减少
版社。１９９３． ［２］庞麓鸣，汪孟乐，冯海仙．工程热力学【Ｍ］．北京：高等教育出
版社，１９８６． ［３］林万超．火力发电厂热力系统节能分析［Ｍ］．北京：水利电力
出版社，１９８７． ［４］杨世铭．传热学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９８７．
水管结垢对凝汽器真空、机组功率及机组热耗率的影响，还
５
５５岛 ：：
器的汽侧放热系数是不变的。因为影响汽侧放热系数的主
冷却水管结垢０．４ｍｍ时凝汽器的真空及机组的热耗率
皿ｌ＝Ｐ。一见ｔ＝０．０９２４３４ＭＰａ
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．岫ｈ）
８７８．０８ｋＩ／（ｋＷｑｌ
冷却水管结垢Ｏ．４ｍｍ时使凝汽器的真空下降 ＡＨ＝皿一巩＝２．２１６×１０一ＭＰａ
冷却水管结垢０．４ｍｍ时使机组的热耗率增加 Ａｑ＝ｑｌ—ｑｏ＝１７２．９５Ｕ／（ｋＷ．ｈ）