300MW直接空冷凝汽器污垢热阻对换热面积影响
600MW直接空冷机组凝汽器换热面积计算_周兰欣
), 作者简介: 周兰欣( 1956男, 教授, 主要从事直接空冷机组节能研究 。
100
汽
轮
机
技
术
1 = KF 1 (α + εi 1 )F + δ1 + λF m
第 54 卷
119mm × 49mm, 片 厚 0. 6 mm, 两 排 管 叉 排 布 置, 前排片距 4mm( 冷空气侧) , 后排片距2. 5mm ( 热空气侧) , 具体几何参 数如表 2 。 表 1 600MW 直接空冷机组额定工况主要数据
0
前
言
直接空冷机组用空气经过表面式换热器来冷却汽轮机 排汽。因为空气热容量小, 传热系数低, 随季节气候变化较 [1 - 4 ] 。所以在选择确定冷却的空气量及换热面积时, 会受 大 到很多因素的制约。若选择较大的换热面积, 会导致投资费 用增加; 而换热面积过小, 则会使煤耗增大。 对于现在已经 运行的直接空冷机组, 在相同功率条件下, 其空冷凝汽器的 传热面积差别很大, 所以选取合适的换热面积对直接空冷机 组的设计就显得尤为关键 。 如图 1 所示, 空冷凝汽器的形式为“A ” 字型布置, 其传 热管由带有翅片管束组成 。 管束之间的夹角为 60° , 每个空 冷岛由很多个传热单元组成 。
大时, 液膜主要在重力作用下呈层流流动, 可根据努塞尔理 论分析结果, 进行管内饱和蒸汽凝结传热计算 。 凝汽器冷却 管倾斜放置, 则倾角为 φ ( 一般为60° 左右) 凝汽器管内凝结 [7 - 8 ] : 放热系数可采用 gsinφρ λ r α i = 1 . 13 μ( t s - t w ) L
2 代入式( 3 ) 、 式( 4 ) 式中可得到 α o = 38. 657 2W / ( m ·K) 。 ( 3 ) 椭 圆 光 管 采 用 全 钢 制 作, 其 导 热 系 数 范 围 为 36
从冷凝器端差的变化分析污垢热阻对冷水机组性能的影响
从冷凝器端差的变化分析污垢热阻对冷水机组性能的影响刘金平1、倪永刚张亚军21、华南理工大学电力学院2、深圳市勤达富节能技术有限公司 摘要:本文通过对逆卡诺循环、蒸气压缩理论制冷循环的性能计算、典型 冷水机组的性能指标、ARI 标准和采暖通风与空气调节设计规范的分析可知冷凝 温度每增加1 r ,压缩机单位制冷量的功耗约增加 3%〜4%。
当冷凝器冷却水 侧的换热表面有污垢形成后,导致冷凝器的对数平均传热温差和端差增加, 使冷 水机组的冷凝温度升高,冷水机组的性能下降。
分析了水处理和清洗等应对污垢 的措施,得出了橡胶海绵球清洗法是目前为止使冷凝器冷却水管始终保持在清洁 状态的最为有效的方法。
关键词:冷凝器端差;污垢热阻;冷水机组;橡胶海绵球清洗法1 )、冷凝温度对冷水机组性能的影响冷水机组的运行效率受蒸发温度和冷凝温度的影响, 蒸发温度一定时,冷凝温度越高,其运行效率越差。
逆卡诺循环的制冷系数为:—为制冷量,W —为耗功率,W 为蒸发温度,K ;'—为冷凝温度,K o根据目前空调工况冷水机组的设计参数,假设逆卡诺循环的低温热源(蒸发) 温度为5.5 r ,冷凝温度为36.5 r ,此时的制冷系数为8.99。
表1显示了冷 凝温度对逆卡诺循环制冷系数的影响,冷凝温度升高 1 r ,则制冷系数降低 2.94%〜2.33%,且冷凝温度越低,影响越显著。
表1.冷凝温度对逆卡诺循环制冷系数的影响36.5 37.538.539.5 40.5 41.542.5-为逆卡诺循环的制冷系数21a■叫「冷凝温度「C ) 中制冷系数8.99 8.718.448.207.967.747.53相对冷凝温度为36.5 C时制冷系数的降低百分数(%)3.13 6.068.8311.4313.8916.22冷凝温度升高1 C制冷系数降低百分数(%)2.94 2.76 2.60 2.46 2.33对图1所示的蒸气压缩理论制冷循环进行计算,制冷剂为R 134a,根据目前空调工况冷水机组的设计参数,设蒸发温度为5.5 C ,冷凝温度为36.5 C ,进压缩机前的制冷剂蒸气过热度为0C ,冷凝器出口制冷剂液体的过冷度为0C,取压缩过程的等熵绝热效率为0.9,此时的理论制冷系数为6.83,表2 显示了冷凝温度对理论制冷循环制冷系数的影响,冷凝温度升高 1 C,则制冷系数降低2.93%〜3.66%,且冷凝温度越低,影响越显著。
直接空冷凝汽器换热性能影响因素研究
48机械设计与制造Machinery Design&Manufacture第3期2021年3月直接空冷凝汽器换热性能影响因素研究刘晓玲\张力、王智2(1.山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;2.华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,河北保定071003)摘要:以内蒙古某电厂为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,研究了环境温度、风速、湿度及风机转速对直接空冷凝汽器换热特性的影响。
研究表明:来流风速为(13~15)m/s时,总换热量较设计工况降低了(3.2~7.5)%;环境温度对总换热量影响很大,但当环境温度大于15T时,总换热量下降趋势逐渐变的缓慢;环境湿度对总换热量的影响较小;随着环境风速的增加,各空冷单元风机进口流量整体呈下降趋势,其中迎风侧的第一个风机进口流量降幅最大。
关键词:来流风速;环境温度;凝汽器渣接空冷;换热特性中图分类号:T H16;T K26文献标识码:A文章编号:1001-3997(2021 )03-0048-05Study on Influencing Factors of Heat Transfer Performanceof Direct Air-Cooled CondenserLIU Xiao-ling', ZHANG Li1, WANG Zhi2(1.Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp.,Ltd.,Shandong Jinan250013, C hina;2.Key Lab of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipm ent,North China Electric Power University,Ministry of Education,Hebei Baoding071003, C h in a)Abstract:TaA: m g a power plant in Inner Mongolia as the research object, the effects o f e nvironmental temperature, w ind speed, humidity and f a n speed on the heat transfer characteristics o f d irect air-cooled condenser were studied by combining theoretical calculation with numerical simulalion. The results show that the total heat transfer decreases by(3.2~7.5)% compared with the design condition when the inflow wind speed is (A3~\5)m/&EnvironmentaI temperature has a great influence on the total he —at transfer^ but when the ambient temperature is higher than15T1, the total heat transfer decreases slowly. The influence o f ambient humidity on total heat transfer is small. With the increase o f ambient wind speedy the inlet flow rote o f each aircooled unit fa n decreases as a whole,and the first fa n on the windward side decreases the most.Key Words: Inlet Air Velocity;Environmental Temperature;Condenser;Direct Air Cooling;Heat Transfer Characteristicsl引言中国是一个严重缺水的国家,根据电力发展“十三五”规划,煤电机组的超低排放及节能改造成为煤电清洁化发展的重点% 随着600M W、1OOOMW机组相继采用直接空冷技术,标志着我国 空冷技术已经达到世界领先水平。
关于污垢热阻系数对换热器换热效果的影响分析及应对措施
能源环保与安全一、污垢热阻系数对换热器换热效果的影响1.污垢热阻系数过大在选择换热器(如图1)污垢热阻系数时,如果系数过大,则为了补偿因为污垢较多所造成的换热能力不足的问题,不许增加换热面积,或者预留更大的换热余量。
这就会造成换热器体积和重量的增加,影响整个系统的空间布局,进而影响装置运行效率,同时也会增加投入成本。
图1 换热器2.污垢热阻系数过小如果污垢热阻系数较小,则计算结果和实际换热能力并不相符,造成换热器的效果不能满足实际要求,严重影响装置的生产效率。
不仅如此,污垢还会影响系统压降。
例如,管侧污垢热阻系数较小,换热管内径也会随之变小,内部流体速度则会变大,管内壁粗糙度增加的时候,压降就会变大,流体阻力随之增加,进而消耗更多能量,在运营一段时间后,换热率会逐渐下降,为了保持换热效果,就要更换换热器,进而导致二次投资,增加成本费用,影响整体效益。
3.换热器污垢的影响如果换热器结垢导致换热效果不理想,换热器就会对正产生产产生影响,为了将这种影响消除,系统只能停车,然后清洗换热器,这个过程需要花费大量的人力、物力和财力,不仅会增加工作人员的工作量,还会使运营成本大幅度上涨,而停车的过程中也会带来许多经济损失。
污垢形成是一个循序渐进的过程,可以分为4个阶段,分别是其实、运输、附着、剥蚀和老化,影响换热器结垢的因素有很多,包括流体换热接触表面状态、换热器结构、流体速度等等。
在对换热器污垢进行处理时,要对造成污垢的因素进行充分的考虑,确保处理的有效性。
二、污垢热阻系数对换热器换热效果影响的应对措施1.换热效果和经济性从上述内容可以看出,换热器污垢热阻系数的设计对换热效果有直接影响,在设计的过程中,不仅要考虑换热效果,还要考虑经济效益。
目前,比较常用的热阻系数选择方式有三种,分别是TEMA/HTRI热阻系数选择方式;收集各种操作数据,以经验数据为基础的参数选择方式;提取现场数据,和经验数据进行对比和修正的参数设计方式。
300MW机组空冷凝汽器结垢分析及处理
5 %~8 0 %之 问 ,故 整 个 空 冷 岛 的有 效 散 热 面 积 为 却 管束表面清洁 ,优 化空气侧的流场分布 以改善 7
翅化 比约为5 2 . 6( 原为9 6 . 1 ) ,空冷 凝汽 器散 热 受到
1 一 期 空冷 现 状
山西 漳 山发 电有 限公 司 一期 2×3 0 0 M W直 接 空 冷 发 电机组 1 号 、2 号机 自投 产 以来 ,未停 机进 行过
层 ,易化学腐蚀其表面 ,且其处于高空 ,实际表面
积达5 4 0 0 m ,操 作 的难 度较 大 ,对 环境 污 染影 响 也 很大 ,即此方 案 可排 除 。
利水 电大学热能动力专业 , T程师 , 从事设备运行管理 维护工作。
・
5 2・
山
西
电
力
2 0 1 3年 第 2期
作用 ,导致表面结垢严重。空冷凝汽器是直接空冷
收 稿 日期 :2 0 1 2 — 1 2 — 2 1 , 修 回 日期 : 2 0 1 3 — 0 2 — 2 6
作者简介 : 邵罡北 ( 1 9 7 9 一 ) , 男, 江西都 昌人 , 2 0 0 2年毕业武汉船 舶学 院机械设计专业 , 工程师 , 从事汽机设备运行管理 维护T作 ; 李 东( 1 9 7 3 一) , 男, 山西朔州 人 , 1 9 9 6年毕业武汉水
影 响 ,导致 汽轮 机排 汽压 力较 高 ,所 以对 空冷 岛进 行 有效 而全 面 的除垢 十 分有必 要 。
2 空冷 岛翅 片处理方案
在空 冷散 热器 翅 片上 附着一 层厚 厚 的灰垢 ,其 外表跟 “ 水泥 “ 一 样坚 硬 ,附着 在 整个散 热 器迎 风
彻 底 有 效 的 内外侧 高压 水 冲洗 ,加 之 设 计 经 验 不 足 ,空 冷冷 却 能力 不够 ,加 装空 冷 喷雾装 置在 高背 压 时能 发挥 一 定作 用 ,但 由于长 u l司投运 加之 北方 f , 空气 质量 较差 ,空 冷凝 汽器 管束 上 的翅 片灰水 冷 热
300MW机组节能降耗分析
300MW机组节能降耗分析漏时含油回水进入化学水系统,改造时应将各冷油器回水改道。
开式水回水量在扣除用于各冷油器(电泵油冷却器和密封油泠却器)的水量约275t/h后仍有超过1000t/h的流量,完全能满足净水站约600t/h的用量。
2.2将#1机开式水回水改接至冲洗水泵前池原设计冲洗水泵前池补水由专门的补水泵供给。
该补水压力低,但流量变化较大,要求3台补水泵经常处于完好的备用状态。
而原设计开式水回水接入循环排水管排入河中。
分析表明,开式水的回水压力和流量足以满足冲洗水泵前池补水的要求,而且水源可靠。
目前改造完成后经2年多的时间检验,开式水系统运转正常,补充水可靠性得到保证,而且三台补水泵可以完全退出备用。
2.3将空压机冷却水回水引接到输煤系统冲洗泵前池做补水,达到退出抑尘水泵运转备用的目的。
3疏水系统改造3.1问题提出:在原有汽轮机热力系统中,所有管道疏水均直接接到疏水扩容器后进入到凝汽器。
同目前国内其它300mw机组一样,系统普遍存在内漏的问题,从而降低了机组运行热经济性。
影响机组经济性的内漏主要是系统内的一些疏水阀门关不严造成的,而很多阀门在机组运行中往往不能及时消缺,甚至只能等停机时处理,运行时间越长,内漏越严重,损失越大。
因此对疏水系统进行优化化改造显得更有现实意义。
3.2分析与对策:为减少内漏对热经济性的影响,对汽机热力系统做以下改进:3.2.1将汽机高中压平衡管疏水改接到四段抽汽逆止阀前。
原高中压平衡管疏水接到本体疏水扩容器,一旦发生内漏,将增加凝汽器热负荷。
因高中压平衡管蒸汽压力、温度与四段抽汽相近,改造后不会产生热冲击。
改进后,就算疏水阀关不严,漏汽可随四段抽汽进入除氧器加热凝结水,减少了热能损失,同时不会影响凝汽器热负荷。
当机组发生跳机或其它异常时,四段抽汽逆止阀关闭,疏水排到四段抽汽逆止阀前通过抽汽逆止阀前疏水管排到本体疏水扩容器,也不会影响机组安全。
3.2.2将高压外缸疏水改接到高排逆止阀前。
300MW机组冷端综合治理优化
300MW机组冷端综合治理优化摘要:冷却塔、循环水泵和凝汽器共同组成了汽轮机的冷端系统,汽轮机冷端系统工作效率的高低直接影响汽轮机真空的高低,也即直接影响机组的循环效率。
本文通过对汽轮机冷端进行分析,对一个300MW机组电厂实例,对其进行了几方面的改进,使其冷端进行优化,提高机组效率。
关键字:凝汽器冷端治理一、前言随着世界能源形式的日益严峻,节能减排不仅仅是社会对企业的要求,而且已经上升到事关企业生存的高度。
能源局统计了国内现役火电机组供电煤耗的变化趋势,有以下显著特点: 300MW以上大机组,供电煤耗率达到设计值的“不太多”,国内火电机组冷端的能量损失依然明显。
因此,各个电厂对节能工作提高到了一个相当的高度。
汽轮机冷端治理优化能提高机组循环效率,降低机组煤耗,为机组进一步节能减排提供了有利支持。
二、汽轮机冷端的重要性及优化内容汽轮机冷端主要由凝汽器本体、抽真空系统、凝结水系统、循环水系统构成。
火电厂热力循环效率遵循卡诺循环的基本规律:卡诺循环效率ηc=1-T2/T1(始终<1)。
卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关,当高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。
电站机组参数,初级参数越来越高。
从中温中压达到了超超临界压力,600℃水平。
不断获得技术进步。
实现T1的有效提升。
低温热源的温度T2,根据不同机组有所差别。
在火电企业,压红线运行是经济运行的重要手段。
其实质就是要保证初级参数达到机组的设计额定参数。
通过冷端治理,彻底降低终参数,可有效提高机组循环效率,达到较好的节能效果。
对在役运行机组,冷端优化方面可深化的工作有以下几个方面:(一)增大凝汽器换热面积,降低凝汽器热负荷凝汽器热负荷对真空度影响较大。
凝汽器热负荷升高,主要是由于高品质蒸汽没有做功,或其他高温介质直接进入凝汽器,不仅造成能量和工质损失,而且使凝汽器真空下降是影响机组热耗率的主要原因。
影响凝汽器热负荷的主要因素是阀门内漏,包括低旁泄漏、汽缸疏水,管道疏、高加危急放水,低加至凝汽器疏水等,降低凝汽器热负荷的主要措施是加强阀门内漏治理,通过阀门前后温度对比找出漏点,通过手动隔离,或检修时彻底处理。
污垢热阻系数对换热器换热效果的影响分析及应对措施
行 效率 。合理 布置 换热 器 ,可 以使 整个 系 统 的能
体 中的组分或者 杂质逐渐 积累而形成 的 固态物 质 。污垢 通常 以混 合物 的形态存 在 ,当换热 表 面
上 形 成污垢 以后 ,按 照 串联热 阻 的观点 ,流 体 与 换 热 表 面之 间的传 热 热阻 就会 增加 。传 热热 阻的
r S1 .
就能确保大型设备的顺利 、安全 吊装 。
第 5期
胡 云 :污垢热 阻 系数 对换 热 器换 热 效果 的影 响分析 及 应对措 施
2 . 2 换 热 器 结 构 型 式
・ 6 7・
值 成为 换 热器设 计 中的关键 点 。而 实 际生产 过程
中 ,换 热器 传 热面 上 的污垢 会 导致换 热 器 总传热 系 数显 著 降低 ,从 而使 设备 不 能发挥 出应有 的性 能 。传 热 系数 K值 可 按 以下公 式进 行计 算 :
理 、节 能 降耗 。而 污垢 热 阻系 数作 为换 热 器设计 中非 常重 要 的参数 之一 ,通 过 研究 、分 析 ,合 理 选 用 污垢 热 阻系数 ,并 采 取有 针对 性 的措 施 ,可 避免 或减 轻 因污垢 热 阻对 换热 器换 热效 果 带来 的
式中
R — — 总传 热 热阻 ;
第 5期
2 0 1 7年 9月
中 氮
肥
No . 5 S e p. 2 01 7
M— Si z e d Ni t r o g e n o us F e r t i l i z e r Pr o g r e s s
污 垢 热 阻 系 数 对 换 热 器 换 热 效 果 的 影 响 分 析 及 应 对 措 施
直接空冷凝汽器的换热和流动特性
第一章引言1.1概述众所周知,电力工业生产不仅消耗大量的一次能源,同时也消耗大量的水资源。
特别是近些年来,能源需求的增长也带动了世界各国电力行业的快速发展,无论发达国家还是发展中国家,都加大了对电力等基础行业投入,兴建了大量火力发电厂,大容量、高参数汽轮发电机组不断增加,超临界甚至超超临界机组的应用,这些机组在燃烧耗用大量煤炭的同时,也消耗了大量的水资源,因而使水资源的供求矛盾日趋尖锐。
况且我国是一个水资源缺乏的国家,有关统计数据表明人均淡水资源仅为1856.3m3,人均占有水量只及世界人均占有量的1/4,位于世界第110位,现已被联合国列为13个贫水国之一。
并且我国水资源的时空分布极不平衡。
特别是我国的“三北”(华北、东北、西北)地区,煤炭资源丰富,但水资源十分贫乏。
水资源的贫乏增加了将丰富的煤炭资源就地转化为电力的困难,空冷技术是一项既经济又环保的技术,与常规水冷却技术相比较,采用空冷技术可节约电厂用水的三分之二,在相同的水资源下,装机容量可扩大至原来的三倍以上,因此,空冷机组在广大富煤缺水地区,具有广阔的发展前景。
当前用于发电厂的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统。
直接空冷是指汽轮机低压缸尾部的排汽通过大口径的排汽管道直接进入排入空冷散热器管束,通过大直径风机将空气抽入排汽冷却为凝结水,如图 1.1。
间接空冷机组分为海勒式和哈蒙式两种(1)海勒式空冷机组:汽轮机排汽进入混合式凝汽器与大量循环水混合将其冷却(循环水水质与凝结水水质相同),少部分水进入正常的回热系统,大部分水进入布置在空冷塔内的散热管束,被空气冷却;(2)哈蒙式空冷机组:汽轮机排汽进入表面式凝汽器通过大量循环水将其冷却,循环水再进入布置在空冷塔内的散热器管束,被空气冷却。
图1.1直接空冷机组系统图1一锅炉;2一汽轮机;3一发电机;4一空冷凝汽器;5一轴流风机;6-凝结水箱;7一水泵Fig, l . l The system of direct air-cooled condenser 相比间接空冷系统,直接空冷系统具有无中间介质、传热效果好、传热面积小、不需大型冷却塔、占地面积小、初投资相对较低、运行灵活和防冻性能好等优点,得到了大力发展。
300MW直接空冷机组凝汽器性能监测与运行优化
300MW直接空冷机组凝汽器性能监测与运行优化直接空冷技术可有效解决富煤贫水地区的发电问题,在世界上获得了快速发展。
由于直接空冷机组的空冷凝汽器系统结构复杂、设备尺寸大、运行性能受环境影响显著,机组运行过程中存在凝汽器换热不均、冬季管束冻结、热风回流等问题。
目前空冷系统只有凝结水温度、排汽压力、风机转速、环境温度等少量参数测点,仅凭这些参数还不能全面反映凝汽器的工作状况。
为了解决这些问题,不仅需要实时获取直接空冷凝汽器的温度场分布及变化情况,还要对凝汽器其他性能进行更全面的监测与分析。
在深入了解直接空冷凝汽器工作原理的基础上,运用FORTRAN语言,基于IMMS(一体化模型开发平台)对直接空冷系统耗量特性、经济背压、换热系数、内部汽水流动特性等模型进行处理并编写相应的计算程序模块。
结合凝汽器温度场数据和从DCS获得的部分数据,将各功能模块汇编入直接空冷凝汽器性能在线监测系统,实现各模块的在线运行,并对模型计算结果进行分析。
通过直接空冷凝汽器性能在线监测系统能够实时计算得到凝汽器各性能指标,实现了对凝汽器性能的在线监测,对机组的运行调整和实现机组的安全经济运行具有重要意义。
冷却水污垢及其对冷却器换热的影响汇总
冷却水污垢及其对冷却器换热的影响1 污垢的形成在一套空分装置中,需配置多种气体冷却器,以满足和实现空分装置的工艺要求。
冷却器中冷却水质的变化,将对冷却器的运行产生影响。
在换热过程中,冷却水的水质和冷却器的工作条件不断变化,换热表面上污垢的形成过程也很复杂,形成的污垢种类也不相同。
水垢的形成,一般被认为是溶解在冷却水中的固体,由于温度升高及溶解度的变化及其某些化学变化,逐渐在换热表面析出并紧附其上,最终形成水垢。
结晶过程形成的盐垢是污垢的主要种类之一。
当冷却水中形成盐类离子的含量超过了饱和溶解度时,该种盐类就会结晶沉淀析出。
而离子的饱和溶解度是随温度的升高而降低的。
在换热过程中,随着冷却水温度的升高及离子饱和度的降低,盐类物质就会在换热金属表面析出,形成水垢。
这也就是在冷却器中,温度较高的冷却水出口端的水垢层往往比其他部位厚的原因。
水垢还有其他多种形式,如藻类、菌类、泥类等。
冷却水结垢的主要成分是CaCO3,同时也含有CaSO4、Ca3(PO4)2和MgSiO3等成分。
由这些盐垢构成的污垢层,其导热系数较小、热阻较大,对换热器的换热影响较大,因此在冷却器的设计中应予以充分重视。
2 冷却器污垢层及其热阻在冷却器中,换热表面上的结垢层是不均匀的,并随着运行时间的变化而变化。
污垢层的热阻主要与垢层厚度以及垢层成分有关,其关系可表示为:r=δ/λ(1)式中r—污垢层热阻,m2.h.℃/J;δ—污垢层厚度,m;λ—污垢层的导热系数,J/m.h.℃。
由(1)式可知,在污垢层成分稳定、均匀的条件下,污垢热阻与其厚度成线性关系。
污垢热阻r和厚度δ是随着运行时间的推移而增加的,当热阻(或厚度)增加到一定值时,其变化变得缓慢,并趋近一个定值。
其表达式为:rD=r∞(1-e-ADδ)(2)式中rD—某瞬间的污垢热阻,m2.h.℃/J;r∞—无穷长时间的极限污垢热阻,m2.h.℃/J;D—运行时间,h;A—常数。
在冷却水质条件和运行工况稳定时,从实际运行的数据中可得出,污垢层厚度与运行时间的关系有以下规律:在冷却器开始运行的第一个月中,污垢层厚度迅速增加,一个月后,污垢层增加缓慢。
300MW汽轮机凝汽器运行存在的问题与解决方法
300MW汽轮机凝汽器运行存在的问题与解决方法摘要凝汽器较普遍存在着钛管污脏、二次滤网堵塞及泄漏等问题,而且随着凝汽器运行时间的增加,己经严重地影响了机组的安全经济运行。
本文就凝汽器钛管污脏、二次滤网堵塞及泄漏等问题,对机组在运行中成功实施凝汽器半边隔离查漏、清洗及二次滤网反冲洗等有关问题进行分析,仅供同行参考。
关键词凝汽器;运行;故障;查漏;反冲洗0前言凝汽器设备是火电厂汽轮机组的一个重要组成部分。
其作用是汽轮机的排汽排入凝汽器内受到骤然冷却比容急剧缩小,凝结成水形成高度真空,使蒸汽在汽轮机中的可用焓降达到最大,提高汽轮机热效率。
某发电厂4号、5号机组分别投产于1993年7月和1993年12月,自2000年以来,4号、5号机组凝汽器多次发生泄漏。
本文就该机组凝汽器钛管污脏、二次滤网堵塞及泄漏等问题,对机组在运行中成功实施凝汽器半边隔离查漏、清洗及运行中二次滤网的反冲洗等有关问题进行分析,并提出有效的隔离查漏、清洗及反冲洗的方法。
1凝汽器循环水系统简介4号、5号机组为上海汽轮机厂生产的引进型300MW亚临界、中间再热、双缸、双排汽、冲动凝汽式汽轮机。
循环水系统采用开式循环水系统,冷却水使用海水为介质。
两台机共配备六台循环水泵,采用母管制并供运行,母管设有两个隔离碟阀能使两台机可独立运行,夏季运行方式为五台循环水泵运行一台循环水泵备用,冬季运行方式为四台循环水泵运行两台循环水泵备用。
每台机组均在每侧凝汽器进口门后设有二次滤网,并装设有30%流量的二次滤网反冲洗管道。
两台机组凝汽器均未设凝汽器胶球清洗装置。
2凝汽器的运行监督对凝汽器的运行监督主要有:1)真空接近最有利真空的程度。
2)凝结水过冷度数值。
3)凝结水质合格程度。
凝结水质主要是指其Na+、电导率、pH值、含氧量等指标。
如果由于凝汽器冷钛接口不严或钛管被腐蚀损坏等原因,循环水从凝汽器水侧泄漏到汽侧,使凝结水的水质恶化,将导致凝结水处理的运行费用增加,若泄漏比较严重,影响凝结水处理的质量,将会使锅炉的受热面甚至汽轮机通流部分产生结垢、腐蚀等,从而影响机炉设备的安全经济运行。
1000MW直接空冷机组凝汽器污垢热阻对热经济性影响特性研究
o f t h e f o u l i n g t h e r ma l r e s i s t a n c e c h a r a c t e i r s t i c o f u n i t e x h a u s t p r e s s u r e wa s e s t a b l i s h e d .T h e c h a r a c t e is r t i c s t h a t t h e r a d i a t o r
300MW直接空冷凝汽器换热偏差与冬季防冻的研究
成, 主凝汽器多是汽水顺流式, 它是空冷凝汽器的
主体 , 凝 结 7 % 一8% 的蒸 汽 ; 凝 汽 器 是 汽 可 5 0 分
水 逆 流式 , 成空 冷凝 汽器 的抽真 空 区域 , 形 主要 是
空冷器 2 4个 , 分为 6 , 列 每列 4 个冷却单元 , 中 其 每列第二个冷却单 元为汽水逆流式 , 其余为汽水 顺流式 。空冷器散热管 以接近 6 。 0 角成等腰三角
21 02年第 7 总第 15 ) 期( 7期
应用能源技术
3 9
d i1 .9 9 ji n 1 0 3 3 . 0 2 0 . 1 o:0 3 6 /.s . 0 9— 2 0 2 1 .7 0 2 s
30 0 MW 直 接 空冷 凝 汽 器换 热 偏 差 与冬 季 防冻 的研 究
李 永茂 王 , 艳 ,高建 强
Absr c : I h r c s farc o e n e p r tn t e a rc oe ta c n e s r e itt ema t a t n t e p o e so i— o ld wit ro e ai g,h i— o l d se m o d n e x s r l h de ito i fu nc n t e s f t n c n my a u e n ie n to e ain.Ta i h 0 v ain,n e e o ae y a d e o o bo t t e tr u i p r to l h h kng t e 3 0MW
Re e r h o 0 M W r c r c o e n e s r He t sa c n3 0 Di e tAi . o l d Co d n e a Ex h n e De i to n i t r Fr s c a g v a in a d W n e o t
换热器污垢热阻对设计的影响分析
在当前换热器市场日益激烈的竞争中,一个问题日益突出,应当引起足够的重视,那就是污垢系数问题。
污垢系数,即换热器使用过程中污垢对换热产生的影响程度。
由于换热器传热面本身导热系数很大,其热阻通常可忽略。
但如果壁面上结有污垢,则对传热性能和压降影响很大,其热阻有时可达到起控制作用的数量级。
据报道,一台结垢严重的冷凝器,其有效的传热面积仅为清洁状态的1/2。
因此,在换热器设计中必须考虑污垢热阻对传热性能的影响。
一传热系数的计算在实际工作中,对于污垢系数的选用,有三套标准:一种标准为用户在设计换热器时就明确提出的标准数值,参考国家标准,针对工业用水、循环冷却水和洁净自来水分别提出污垢系数要求;第二种为项目技术人员提出的标准,由于担心换热器运行时传热性能达不到要求,故将污垢热阻提得很大;第三种为换热器设计单位提出的参考值,在以往换热器设计中,用户一般习惯不提污垢热阻的要求,在换热器设计计算过程中不考虑污垢热阻的影响,只在最后取传热系数时取 0.85 的系数(即取计算值的 85%)作为考虑污垢热阻后的最终传热系数。
对于实际选用的污垢系数标准是否合理,下面以常用的一种冷却元件做一个计算比较,以便共同探讨:设定一,气侧换热系数hk=65.5 W/(m2.℃),水侧换热系数hl=7353 W/(m2.℃),肋化系数ψ=19.7,换热管壁厚δ=0.001m,换热管导热系数λ=39W/(m2.℃),气侧污垢系数 rk=0,水侧污垢系数rl=0,计算换热器传热系数 K,代入各数值计算:设定二,气侧污垢系数rk=0,水侧污垢系数rl=0.000172m2.℃/W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算:设定三,气侧污垢系数rk= 0.000172m2.℃/W(常压空气),水侧污垢系数rl=0.000172 m2.℃/W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算:比较设定一和设定二,不难得出水侧取污垢热阻后的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的 0.85 倍,比较设定一和设定三,可知气侧和水侧都取常规污垢热阻时的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的 0 . 8 4 倍,这说明原来习惯上取的 0.85 的系数是合适的,同时还说明我们管片式热热器计算中气侧的污垢热阻比水侧的污垢热阻对传热系数的影响小,气侧污垢热阻对总体传热系数的影响可以忽略不计,也就是说管外污垢热阻比管内污垢热阻的影响小。
浅析污垢对凝汽器及汽轮机组热力性能的影响
针 对污 垢 厚 度 在 O ~ 0 2 mm 范 围 内 6 未凝结蒸汽 , 使凝 汽器 内压力维持 在较 低 垢的存在 会极大地增 加凝汽器 总的 热阻 ,
种不 同情 况 , 本文计 算了凝汽器 出 口压力 的水平 。不 同型号的汽轮机组配备 的抽 气 导致 凝汽 器总 的换 热系 数 降低 以及 蒸汽
数、 背压 等参数 的分布 。 因此 , 首 先应确定 冷却 水吸 热不 良 ,减缓 了蒸 汽 的凝 结 速
凝汽器在 不同运行 情况下 的工作 状态点 。 度 , 导 致凝 汽器 入 口蒸汽 压力 升高 , 蒸 汽
墨
l
囊
为求得 实际工作状 态点 , 将数值计 算 中抽 温度随之升高 。而蒸汽温度 的升高又 导致 气 口剩余 混合 物流 量 与抽 气器 性 能进 行 有更多 的热量需要冷 却水带走 , 使循环冷
的影 响。而大 多数 I 凝 汽器都存 在着不同
汽轮机 在启动 冲转前 , 需要在 汽轮 机 系数远低于 H E I 标准设计工况 。 凝汽器冷
程度 的污垢 问题 , 污垢 严重影响 了凝汽 器 的汽缸 内和 凝汽器 中建立一 定的真 空度 , 却管 表面 污脏 、 结垢 , 将 使冷 却水 通 流面
力下 的结算结果 , 将结 果中相 关数据提 取 配 。在实 际工程 中 , 我们 关心 的是凝汽 器 2 ( X ) P a 左 右。 凝汽器背压的不断提高 , 压 降
绘制 出凝汽器性能 曲线 图 , 如下图所示 : 在不 同运 行情 况 下的传 热 端差 、换 热 系 的不 断增 大 , 换热 系数 不 断降 低 , 使 循环
度为 O . 1 2 mm的情况 为例 。可 以看 出 , 凝汽 备 的抽气 器 为 2 B E 1 — 3 5 3 一 O E Y 4型 水环 真
污垢热阻的影响
换热器设计中污垢热阻对设计的影响发布时间:2009-05-25张平张蔚兰(湖北登峰换热器有限公司湖北大冶435100)【摘要】通过设定污垢系数的方法论证了污垢系数对换热器设计的影响。
要求用户在提出污垢系数时应当合理。
合理的污垢系数对换热器的优化设计、降低成本有重大决定作用。
【关键词】换热器污垢热阻污垢系数换热系数在当前换热器市场日益激烈的竞争中,一个问题日益突出,应当引起足够的重视,那就是污垢系数问题。
污垢系数,即换热器使用过程中污垢对换热产生的影响程度。
由于换热器传热面本身导热系数很大,其热阻通常可忽略。
但如果壁面上结有污垢,则对传热性能和压降影响很大,其热阻有时可达到起控制作用的数量级。
据报道,一台结垢严重的冷凝器,其有效的传热面积仅为清洁状态的1/2。
因此,在换热器设计中必须考虑污垢热阻对传热性能的影响。
1 传热系数的计算在实际工作中,对于污垢系数的选用,有三套标准:一种标准为用户在设计换热器时就明确提出的标准数值,参考国家标准,针对工业用水、循环冷却水和洁净自来水分别提出污垢系数要求;第二种为项目技术人员提出的标准,由于担心换热器运行时传热性能达不到要求,故将污垢热阻提得很大;第三种为换热器设计单位提出的参考值,在以往换热器设计中,用户一般习惯不提污垢热阻的要求,在换热器设计计算过程中不考虑污垢热阻的影响,只在最后取传热系数时取0.85 的系数(即取计算值的85%)作为考虑污垢热阻后的最终传热系数。
对于实际选用的污垢系数标准是否合理,下面以常用的一种冷却元件做一个计算比较,以便共同探讨:设定一,气侧换热系数hk=65.5 W/(m2.℃),水侧换热系数hl=7353 W/(m2.℃),肋化系数ψ=19.7,换热管壁厚δ=0.001m,换热管导热系数λ=39W/(m2 .℃),气侧污垢系数rk=0,水侧污垢系数rl=0,计算换热器传热系数K,代入各数值计算:设定二,气侧污垢系数rk=0,水侧污垢系数rl=0.000172m2.℃/W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算:设定三,气侧污垢系数rk= 0.000172 m2 .℃/W(常压空气),水侧污垢系数rl=0.000172 m2 .℃/W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算:比较设定一和设定二,不难得出水侧取污垢热阻后的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的0.85 倍,比较设定一和设定三,可知气侧和水侧都取常规污垢热阻时的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的0 . 8 4 倍,这说明原来习惯上取的0.85 的系数是合适的,同时还说明我们管片式热热器计算中气侧的污垢热阻比水侧的污垢热阻对传热系数的影响小,气侧污垢热阻对总体传热系数的影响可以忽略不计,也就是说管外污垢热阻比管内污垢热阻的影响小。
污垢热阻对空冷凝汽器换热面积影响特性研究
【 r
1 l 1
热 阻对 换 热 面积 的影 响 , 对技 术 经济 分 析 及 换 热 面
积 的确 定 有重 要意 义 。
图 1 空冷凝汽器结构单元示意 图
于我 国三北地 区的风 沙较 大及 空气 中漂 浮物 如柳 絮 等 , 会在 翅 片管 外 结 垢 。凝 结 水 蒸 气 的侵 蚀 使 翅 均
算具有一定的参考价值 。
关 键词 : 冷; 组 ; 汽器 ; 垢; 阻; 热 ; 空 机 凝 污 热 换 面积 ; 性 ; 线 ; 特 曲
中图分类号 : TM6 7 21 文 献 标 识 码 : A
Ef e to di to r f c f Ra a i n Di tThe m a ss a c n t e t TF n f r At a r lRe it n e o he H a a s e e
r l1 rV P
1 概 述
直 接 空冷 机组 汽轮 机 的排 汽 直 接 由空 气 冷 凝 。
与湿冷 机组 的冷却 介质 水相 比 , 空气 热 容量小 , 热 传 系 数 低 , 组 背 压 较 高 且 随 季 节 、 夜 变 化 较 机 昼 大口。 。若选 择 较 大 的换 热 面 积 , 导致 投 资 费 用 。 。 。 会 增加 ; 而换 热 面积 过小 , 则会 使煤 耗增 大 。研 究 污垢
i h r c r Co lng Co e s r n t e Di e tAi o i nd n e
ZH OU n xi ,ZH O U u La n Y , BI S n A Fa g ( .N o t 1 r h Chi a El c rc Po e ni r iy, Ba di e i n e ti w rU ve st o ng H be ,071 03,Chia 0 n
热阻与传热面积的关系
热阻与传热面积的关系
热阻(Thermal resistance)和传热面积(Heat transfer area)是热传递过程中不可忽视的两个因素。
下面将介绍它们之间的关系。
一、热阻与传热面积的定义
1. 热阻:热阻是指热传导过程中,单位时间内单位面积所传递的热量与温度差之比。
通常用R表示,单位为K·W^-1。
热阻的大小与物体本身的性质有关。
2. 传热面积:传热面积是指热量通过的表面积,如换热器中的管子表面积、散热器的散热片表面积等。
二、热阻与传热面积的关系
热阻与传热面积之间存在一定的关系,即传热面积大,热阻小;传热面积小,热阻大。
这是因为在相同的传热率下,传热面积越大,则单位面积上的传热量就越小,从而相同的温度差下,单位时间传递的热量就越大。
而传热面积小则相反。
三、热阻与传热面积的影响因素
1. 传热面积的影响因素:传热面积的大小与传热器的形状、尺寸、结构等因素密切相关。
2. 热阻的影响因素:热阻的大小还与传热介质的性质、流体的流速和
性质、壁面的材料和条件等因素有关。
四、实际应用中的注意事项
在实际应用中,需要考虑到传热器内流体的流量、压降、腐蚀等因素,以及材料的选取、加工工艺等问题。
此外,在选择传热面积时应综合
考虑热传递效率、热力学效益和经济效益等因素,寻求最佳的传热面积。
总的来说,热阻和传热面积之间是一个相互制约的关系,传热面积越大,热阻就越小,反之亦然。
要合理地选择传热面积和设计热传递系统,才能达到良好的传热效果和经济效益。
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流 动 ,可 根 据 努 塞 尔 理 论 分 析 结 果 ,进 行 管 内饱 和蒸汽凝结 传 热计 算 。散热 器 冷 却 管倾 斜 放 置 , 则 倾 角 为
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( 般 为 6 。 右 ) 散 热 器 管 内凝 结 一 O左
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作者简 介 :魏栋 ( 96一 ,男 ,工程师 ,主要从事生产技术 的运行和管理工作 ,Ema :zo—y0 0 @ 13 cm。 17 ) — i hu u 77 6 .o l
5 2
电
力
科
学
与
工
程
21 0 2焦
翅 片 管 长 度 ,i;P为 凝 结 水 密 度 ,k/ ;A 为 1 3 空冷凝 汽器换 热面 积计算 n g m . 凝 结 水 导 热 系 数 ,W/ I K) / 动 力 粘 度 ,P (n・ ; x为 a
随 着 电力 工 业 的 迅 速 发 展 ,大 容 量 高 参 数 汽 管 、空 冷 凝 汽 器 的 阻 力 大 小 的 影 响 。 通 过 计 算 管 轮 发 电 机 组不 断 增 加 ,所 消 耗 的 水 资 源 也 日益 增
煤 缺水 地 区 逐 渐 发 展 起 来 。 随 着 大 型 空 冷 机 组 的 投运 ,国 内空 冷 机 组 应 用 水 平 得 到 迅 速 提 升 的 同 时 也 面 临 着诸 多 问题 。 内凝 结 换 热 、管 壁 导 热 、管 外 壁 与 空 气 强 迫 对 流 大 。直 接 空冷 机 组 作 为 一 种 新 的 节 水 途 径 ,在 富 换 热 3个 过 程 得 出 总 传 热 系数 。空 冷 凝 汽 器 是 冷热 流体 交 叉 流 动 的 热 交 换 器 ,其 有 效 对 数 平 均
3 0MW 直 接 空 冷 凝 汽 器 污 垢 热 阻 对 换 热 面 积 影 响 0
魏 栋 ,王建平 ,吴 鹏 ,王宏 明
( 山西兆光发电有限责任公司 ,山西 霍州 0 10 ) 34 0 摘 要 :根据传 热学基本公 式 Q K A ,通过 迭代计 算 出换 热 系数 ,进 而得 到换 热 面积的数 学模 型。 = A t 并以某 30 M 直接 空冷机 组为例 ,充分考虑 污垢 热 阻对换 热 面积 的影 响,得 到对应 的 变化 曲线 ,对直 0 W 接 空冷凝 汽器换 热面积 的设计计算具有一定 的参考价值 。
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第2 8卷第 2期
21 0 2年 2月
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Vo. 8. . I2 No 2 Fe , 01 b.2 2
Elc rc Po r S in e a d En i e r n e t i we ce c n g n e i g
在 计 算 得 出换 热 系 数 的基 础 上 应 用 sⅣ彤 方 一 法计 算 直 接 空 冷凝 汽器 的换 热 面 积
相 变 ,则 传 热单 元 数 Ⅳ咒, :
KZ A
・ ;r 排 汽凝 结 潜 热 ,k/ g S 为 J k ;g为重 力 加 速 度 ,
空冷 凝 汽器 的 翅 片 管 束 中 ,空 气 在 翅 片 管 外 流 动 进 出 口温 度 决 定 ) 确 定 物 性 参 数 ,物 性 参 数 决 定 将 管 内的排 汽 冷 凝 ,得 到 的凝 结 水 由凝 结 水 泵 送 了传 热 性 能 ,传 热 性 能 反 过 来 又 决 定 了 出 口温 度 至 回热 系统 。凝 结 水 则 经 汽 轮 机 抽 气 加 热 后 作 为 的大 小 ,从 而 改 变 了定 性 温 度 。所 以 在 计 算 中需 锅 炉 给水 循 环 使 用 … 。空 冷 散 热 器 由 多 个 冷 却 三 要 使 用 迭 代 ,通 过 限 制 迭 代 次 数 与 误 差 得 到 结 角形 组 成 ,三 角 形 两 侧 各 有 一 个 翅 片 管 束 组 件 。 果 。冷 却 元 件 采 用 国 内外 得 到 广 泛 应 用 的 椭 圆 空 冷器 翅 片 管 束 倾 斜 布 置 与 水 平 面 呈 一 夹 角 ,在 套 矩 形 翅 片管 。 节省 占地 面积 的 同时 提 高 了传 热 系数 。
1 2 空冷凝汽 器传 热 系数计算 .
( )空 冷 凝 汽 器 管 内凝 结 换 热 ,当 蒸 汽 在 管 1 内 的流 速 不 大 时 ,液 膜 主 要 在 重 力 作 用 下 呈 层 流
1 直 接 空冷 凝 汽 器换 热 面 积 变 工 况 数 学模 型
1 1 空冷凝 汽器传 热计 算理论 .
放 热 系 数 可 采 用 :
式 中 :Q 为 排 气 热 负 荷 ;K 为 总 传 热 系 数 ; 为
13 .( 1
)
( 2 )
换 热 面 积 ;A 为传 热 对 数 平 均 温 差 。 t
收 稿 日期 :2 1 —1 0 。 0 1 2— 1
式 中 :t 为排 汽 温 度 , o c;t 管壁 温度 , ;L为 为 ℃
温差 等 于 纯 逆 流 流 动 的对 数 平 均 温 差 和 温 差 校 正 系数 之 积 ,进 而 确 定 传 热 对 数平 均 温差 △ 。 在 换 热 面积 的 计 算 中 ,要 根 据 定 性 温 度 ( 由
在 直 接空 冷 系 统 中 ,汽 轮 机 排 汽 经 管 道 送 到
关 键 词 :直接 空 冷凝 汽 器 ; 污垢 热 阻 ;换 热 面积 ;特 性 曲线
中 图分 类 号 :T 22 K 6 文 献 标 识 码 :A
若 想 求 得 换 热 面 积 ,就 要 分 别 确 定 Q ,K,
0 的 大 小 主 要 取 决 于 汽 轮 机 低 压缸 的排 汽 参 数 ,另 外 也 受 排 汽 管 道 、蒸 汽 分 配