汽轮机冷端系统节能诊断及优化技术
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工作水温度高 工作水的冷却水温度高
工作水流量低
2020/7/17
16
三、冷端系统节能诊断与运行优化
（1）冷却水进口温度的影响 ➢取水口位置不合理（直流供水冷却）； ➢冷却塔冷却能力不足；
端差(℃)
10 8 6 4 2 0
0
冷却水进口温度与端差的关系
5
10 15
20 25
30 35 40
冷却水进口温度(℃)
1.00
0.80
热负荷增加15%
0.60
0.40
0.20
热负荷增加7.5%
0.00 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 凝汽器压力(kPa)
2020/7/17
19
三、冷端系统节能诊断与运行优化
必要的改造，降 低耗电率。
2020/7/17
11
二、常见问题
9.双背压凝汽器问题
（1）高、低压凝汽器压力差值不 明显，甚至低压凝汽器压力与高 压凝汽器压力相等； （2）低压凝汽器压力和高压凝汽 器压力不能同时达到设计值。
抽真空系统布置 方式是否合理？
2020/7/17
M
M
12
三、冷端系统节能诊断与运行优化
49
-6
46
-8
-10 14000
16000
QG 18000
43
40 20000
流量(m3/h)
2020/7/17
8
二、常见问题
循 环 水 泵 耗 电率 （% ）
6.循环水泵耗电率不合理
0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
耗电率过高或过 低均不经济，需 考虑最佳背压。
2020/7/17
冷却水温度变化1℃ 对发电煤耗影响
凝汽器压力(kPa)
14 12 10 8 6 4 2 0
0
冷却水进口温度和凝汽器压力关系曲线
5
10
15
20 25
30 35
40
冷却水进口温度(℃)
17
三、冷端系统节能诊断与运行优化
（2）冷却水流量的影响 凝汽器冷却水温升设计值一般为8-10℃左右，冷却水流量减
主要设备包括： ➢ 凝汽器（3） ➢ 循环水泵及循环水系统（4） ➢ 凝结水泵及凝结水系统（5） ➢ 真空泵及抽真空系统（6） ➢ 冷却塔（7） ➢ 管道、阀门等附件
2020/7/17
3
二、常见问题
1.凝汽器冷却管脏污
➢ 汽侧脏污 ➢ 水侧脏污
通常是指 水侧脏污
2020/7/17
4
二、常见问题
2.真空严密性差
两泵高速
540 一高一低
480 两机三高
420
360
300 5
单泵低速
10
15
运行方式切换1 运行方式切换2 运行方式切换3
20
25
30
35
凝汽器循环(冷却)水进口温度，℃
10 9 8 7 6 5 4 3
海水潮位变化
10
二、常见问题
8.凝结水泵耗电率高
➢泵组效率； ➢泵组低频振动； ➢给水泵迷宫密封用水压力； ➢杂用凝结水流量； ➢其它连锁压力。
二级影响因素 冷却塔性能 自然环境 循环水泵出力不足 循泵性能与阻力不匹配 凝汽器或循环水系统堵塞 汽轮机热耗高 凝汽器附加热负荷大 胶球清洗系统不正常 水质差、杂质多 设计面积偏小 机组真空严密性差
真空泵抽吸能力差
双背压凝汽器抽空气系统 阻力不匹配
三级影响因素
四级影响因素
漏入空气 工作水冷却系统性能差
造成全年循环水泵在设计方式下的运行时间很短。
2020/7/17
9
二、常见问题
7.循环水泵运行方式怎么确定
➢负荷变化； ➢气温变化； ➢潮位变化（海水冷却）； ➢冷却塔性能变化； ➢煤价、电价变化。
2020/7/17
双速改造、增设 变频器的必要性
海水潮位变化（ m）
机组负荷，MW
双速循环水泵运行优化结果 600
①空调机组冷却工作液
2020/7/17
②罗茨真空泵组
6
二、常见问题
4.冷却塔冷却能力差
➢除水器：变形、失效等； ➢喷溅装置：堵塞、下盘脱落、喷水不均等； ➢填料：结垢、堵塞、破损等； ➢配水槽（管）：开裂等。
2020/7/17
7
扬程(m) 效率(%)
二、常见问题
5.循环水泵效率低
➢循环水泵运行效率低； ➢循环水泵的运行工况偏离设计工况； ➢同比循环水泵单耗高； ➢循环水系统阻力特性。
➢ 真空泵工作水温度 ➢ 双背压凝汽器抽真空系统的布置方式
2020/7/17
14
三、冷端系统节能诊断与运行优化
2.冷端系统性能影响因素
2020/7/17
15
三、冷端系统节能诊断与运行优化
影响类型
tw1 Δtw
δt
一级影响因素 冷却水进口温度 冷却水流量 凝汽器热负荷 凝汽器脏污 凝汽器面积
空气聚积
1.理论依据
2020/7/17
13
三、冷端系统节能诊断与运行优化
2.冷端系统性能影响因素
（1）冷却水进口温度（取决于自然条件和冷却塔冷却能力）
（2）冷却水流量
（3）凝汽器热负荷
（4）凝汽器冷却管脏污
（5）凝汽器设计特性（管束布置、冷却面积等等）
（6）空气在凝汽器内的聚积程度（取决于真空泵的抽吸能力）
汽轮机冷端系统节能诊断及优化技术
马汀山 西安热工研究院有限公司
2020ห้องสมุดไป่ตู้7/17
主要内容
一、冷端系统概述
二、常见问题
三、冷端系统节能诊断与运行优化
四、实例分享
五、TPRI冷端系统在线诊断和运行优化装置
六、冷端系统综合治理
2020/7/17
2
一、冷端系统概述
主要任务是把从汽轮机排汽口排出的蒸汽 凝结成水，并建立与维持一定的真空度。
判别指标：真空下降率 表征漏入空气流量大小，切除抽 空气设备后的真空下降率是反映 真空系统严密程度的指标。
G：漏入空气流量
V：真空下降率
仅能判别漏入量， 不能判别是否影响 真空及影响程度。
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5
3.真空泵组性能差
二、常见问题
➢真空泵工作液温度高； ➢真空泵抽吸能力低。
（1）影响空气聚 积的关键因素。 （2）判断依据呢？
循环水泵与循环水 系统匹配性分析
B循环水泵保证流量、扬程和效率的评 价
30
100
28
97
26
设计流量-扬程曲线
24
22 HG
20
A
18
16 设计流量-效率曲线
14
94
91
88
85 额定效率
82
效率容许最小值
79
76
12
73
10
流量-扬程曲线
70
8
67
B
6
64
4
61
2
58
0
55
-2
流量-效率曲线
52
-4
少10%，冷却水温升增加约1℃，真空降低0.24kPa-0.58kPa。
冷却水流量变化10% 对发电煤耗影响
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三、冷端系统节能诊断与运行优化
（3）凝汽器热负荷的影响
➢汽轮机热耗高； ➢低旁泄漏； ➢小汽轮机缸效率低； ➢阀门内漏严重等。
凝汽器压力增加量(kPa)
凝汽器热负荷增加对凝汽器压力的影响量
工作水流量低
2020/7/17
16
三、冷端系统节能诊断与运行优化
（1）冷却水进口温度的影响 ➢取水口位置不合理（直流供水冷却）； ➢冷却塔冷却能力不足；
端差(℃)
10 8 6 4 2 0
0
冷却水进口温度与端差的关系
5
10 15
20 25
30 35 40
冷却水进口温度(℃)
1.00
0.80
热负荷增加15%
0.60
0.40
0.20
热负荷增加7.5%
0.00 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 凝汽器压力(kPa)
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19
三、冷端系统节能诊断与运行优化
必要的改造，降 低耗电率。
2020/7/17
11
二、常见问题
9.双背压凝汽器问题
（1）高、低压凝汽器压力差值不 明显，甚至低压凝汽器压力与高 压凝汽器压力相等； （2）低压凝汽器压力和高压凝汽 器压力不能同时达到设计值。
抽真空系统布置 方式是否合理？
2020/7/17
M
M
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三、冷端系统节能诊断与运行优化
49
-6
46
-8
-10 14000
16000
QG 18000
43
40 20000
流量(m3/h)
2020/7/17
8
二、常见问题
循 环 水 泵 耗 电率 （% ）
6.循环水泵耗电率不合理
0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
耗电率过高或过 低均不经济，需 考虑最佳背压。
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冷却水温度变化1℃ 对发电煤耗影响
凝汽器压力(kPa)
14 12 10 8 6 4 2 0
0
冷却水进口温度和凝汽器压力关系曲线
5
10
15
20 25
30 35
40
冷却水进口温度(℃)
17
三、冷端系统节能诊断与运行优化
（2）冷却水流量的影响 凝汽器冷却水温升设计值一般为8-10℃左右，冷却水流量减
主要设备包括： ➢ 凝汽器（3） ➢ 循环水泵及循环水系统（4） ➢ 凝结水泵及凝结水系统（5） ➢ 真空泵及抽真空系统（6） ➢ 冷却塔（7） ➢ 管道、阀门等附件
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二、常见问题
1.凝汽器冷却管脏污
➢ 汽侧脏污 ➢ 水侧脏污
通常是指 水侧脏污
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二、常见问题
2.真空严密性差
两泵高速
540 一高一低
480 两机三高
420
360
300 5
单泵低速
10
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运行方式切换1 运行方式切换2 运行方式切换3
20
25
30
35
凝汽器循环(冷却)水进口温度，℃
10 9 8 7 6 5 4 3
海水潮位变化
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二、常见问题
8.凝结水泵耗电率高
➢泵组效率； ➢泵组低频振动； ➢给水泵迷宫密封用水压力； ➢杂用凝结水流量； ➢其它连锁压力。
二级影响因素 冷却塔性能 自然环境 循环水泵出力不足 循泵性能与阻力不匹配 凝汽器或循环水系统堵塞 汽轮机热耗高 凝汽器附加热负荷大 胶球清洗系统不正常 水质差、杂质多 设计面积偏小 机组真空严密性差
真空泵抽吸能力差
双背压凝汽器抽空气系统 阻力不匹配
三级影响因素
四级影响因素
漏入空气 工作水冷却系统性能差
造成全年循环水泵在设计方式下的运行时间很短。
2020/7/17
9
二、常见问题
7.循环水泵运行方式怎么确定
➢负荷变化； ➢气温变化； ➢潮位变化（海水冷却）； ➢冷却塔性能变化； ➢煤价、电价变化。
2020/7/17
双速改造、增设 变频器的必要性
海水潮位变化（ m）
机组负荷，MW
双速循环水泵运行优化结果 600
①空调机组冷却工作液
2020/7/17
②罗茨真空泵组
6
二、常见问题
4.冷却塔冷却能力差
➢除水器：变形、失效等； ➢喷溅装置：堵塞、下盘脱落、喷水不均等； ➢填料：结垢、堵塞、破损等； ➢配水槽（管）：开裂等。
2020/7/17
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扬程(m) 效率(%)
二、常见问题
5.循环水泵效率低
➢循环水泵运行效率低； ➢循环水泵的运行工况偏离设计工况； ➢同比循环水泵单耗高； ➢循环水系统阻力特性。
➢ 真空泵工作水温度 ➢ 双背压凝汽器抽真空系统的布置方式
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三、冷端系统节能诊断与运行优化
2.冷端系统性能影响因素
2020/7/17
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三、冷端系统节能诊断与运行优化
影响类型
tw1 Δtw
δt
一级影响因素 冷却水进口温度 冷却水流量 凝汽器热负荷 凝汽器脏污 凝汽器面积
空气聚积
1.理论依据
2020/7/17
13
三、冷端系统节能诊断与运行优化
2.冷端系统性能影响因素
（1）冷却水进口温度（取决于自然条件和冷却塔冷却能力）
（2）冷却水流量
（3）凝汽器热负荷
（4）凝汽器冷却管脏污
（5）凝汽器设计特性（管束布置、冷却面积等等）
（6）空气在凝汽器内的聚积程度（取决于真空泵的抽吸能力）
汽轮机冷端系统节能诊断及优化技术
马汀山 西安热工研究院有限公司
2020ห้องสมุดไป่ตู้7/17
主要内容
一、冷端系统概述
二、常见问题
三、冷端系统节能诊断与运行优化
四、实例分享
五、TPRI冷端系统在线诊断和运行优化装置
六、冷端系统综合治理
2020/7/17
2
一、冷端系统概述
主要任务是把从汽轮机排汽口排出的蒸汽 凝结成水，并建立与维持一定的真空度。
判别指标：真空下降率 表征漏入空气流量大小，切除抽 空气设备后的真空下降率是反映 真空系统严密程度的指标。
G：漏入空气流量
V：真空下降率
仅能判别漏入量， 不能判别是否影响 真空及影响程度。
2020/7/17
5
3.真空泵组性能差
二、常见问题
➢真空泵工作液温度高； ➢真空泵抽吸能力低。
（1）影响空气聚 积的关键因素。 （2）判断依据呢？
循环水泵与循环水 系统匹配性分析
B循环水泵保证流量、扬程和效率的评 价
30
100
28
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26
设计流量-扬程曲线
24
22 HG
20
A
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16 设计流量-效率曲线
14
94
91
88
85 额定效率
82
效率容许最小值
79
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流量-扬程曲线
70
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B
6
64
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0
55
-2
流量-效率曲线
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少10%，冷却水温升增加约1℃，真空降低0.24kPa-0.58kPa。
冷却水流量变化10% 对发电煤耗影响
2020/7/17
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三、冷端系统节能诊断与运行优化
（3）凝汽器热负荷的影响
➢汽轮机热耗高； ➢低旁泄漏； ➢小汽轮机缸效率低； ➢阀门内漏严重等。
凝汽器压力增加量(kPa)
凝汽器热负荷增加对凝汽器压力的影响量