冷端系统经济性优化及其性能分析
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件下 ， 机组凝 汽器压 力随循 环水 流 量 的改 变而 改变 ，
式中： ｔ 一与 凝 汽 器 内排 汽 压力 相 对应 的饱 和 蒸 汽温 度 ， 亦 即排 汽温 度 ， ℃； ｔ 一凝 汽器进 口循 环冷 却水温度 ， ℃； △ ｔ 一循 环冷 却水 温升 ， ℃； ｔ ２ 一凝 汽器 出 口循 环水 温度 ， ℃；
１ ． ２ 汽轮 机冷 端运行 方 式优化 原理
众 所周 知 ， 正 常运行 时 ， 凝汽器 的排 汽压 力 与排
汽温 度的关 系是饱 和蒸 汽 的压力 和温度 的关系 。这
样， 实际 凝汽 器 内 的排 汽 压力 可 由 与其相 应 的饱 和 蒸汽温 度来 确定 ， 而饱 和蒸 汽温 度用下式计 算 ：
２ ． １ 凝汽 器端 差与机 组真 空 的关 系
式 和最佳 叶片进 口角度 。前者属 于 汽轮机冷 端设 备 优 化热 力设 计范 畴 ； 后 者 属 于汽 轮机 冷 端 设 备运 行 方式 的优化 范 畴 。本文 对 汽轮机 冷端 设备 运行 方式 的优 化采用 既简 单又实 用 的热力 学优 化方 法 。
８ ２
内蒙古 石 油 化 工
２ ０ １ ３ 年第 ８ 期
冷端系Baidu Nhomakorabea经济性优化及其 性能分析
鲁旭 东， 崔 晓博
（ 北方 联合 电力 呼和浩特热 电厂 ， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ １ ０ ）
摘
要： 火 电机 组 冷端 系统 运行 的好坏 对机组 的经济 性有 着非 常重要 的影 响。 本 文主要 对冷端 系统
８ ３
器 排 汽压力 Ｐ 是 排 汽温度 ｔ 的单值 函数 ， 所以：
ｐ ｋ ＝‘ Ｐ （ ｔ ｌ ， △ｔ ， 艿 ｔ ） （ ２ ）
空气漏 入汽 轮 机 的真空 系统会 使气 相阻力 和蒸 汽与 冷却 水 管 外侧 的平 均 传 热温 差 增大 ， 妨 碍 了冷
口造成高度真空 ， 使其机组排汽尽可能膨胀到低的 压力 ， 多作 功和减 少冷 源损失 。因此 ， 凝 汽器 工作 的 好坏直 接影 响着机 组 的循环 热效 率 。 所以， 对凝 汽器 的运 行指 标 进行 监督 和分 析 ， 及 时发 现 和消 除异 常 现象 ， 保 持凝 汽器 良好运 行 工况 ， 历来是 电厂节能 工 作 者 的重要 内容 和经 常研究 的课题 。本 节仅对反 映 凝 汽器热 交 换状 况 的指 标 … 端 差作 一些 分析 ， 并就 如何降 低端 差提 出一些 对策 。
增 大循 环 水 泵 的叶 片角 度 能增 加 循环 水泵 的流量 ，
冷端 系 统运行 经 济性 指标 体 系 中 ， 影 响冷端 系
统经 济运行 的各部 分设 备 的性能 及运 行状况 需要从 与之 有关 的参 数 、 因素 着手 。因此 ， 本 文主 要 以研 究 汽轮 机冷端 、 凝汽 器 的端差 、 冷却 塔 的出 口水 温系 统 为 目标 ， 从 冷 端 整 体 出发 ， 对冷 端 系 统 进 行优 化 分
艿 ｔ 一凝 汽器 传热 端差 ， ℃。
由式 （ １ ） 可知 ， 凝 汽器 排汽温 度ｔ 取 决于凝 汽器 进 口冷却水 温ｔ 、 冷却 水 温升△ ｔ 和端差 ６ ｔ 。 又 因凝汽
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ 一Ｏ １ —２ ８
２ ０ １ ３ 年第８ 期
鲁旭东等 冷端系统经济性优化及其性能分析
ｔ ｋ ＝ｔ １ ＋ Ａｔ ＋ａ ｔ （ １ ）
凝 汽器 压力 是 机 组运 行 中的一 个 重 要参 数 ， 我 们不 论在凝 汽器 的热力 设计 中还 是在 汽轮 机冷端 设 备 运行时 ， 都要求 凝 汽器 压力有 一个 最佳 值 。 凝 汽器 压 力减 小 ， 机组 功 率增 加 ； 凝 汽器 压力 增 加 ， 机组 功 率下 降 。因此 ， 在 机组 负荷 和参 数一 定 的条件下 ， 凝 汽 器运 行压 力 与机 组 功 率 、 微增 功 率 有着 密 切 的关 系， 而机组 运行 背压是 由机 组负 荷 、 冷 却水 温度 和循 环 水流量 决定 的 。在机 组 负荷 和冷却 水温 一定 的条
内某 些相 关设 备 的运 行 特性从 理论 上作 了 系统的分析 ， 研 究 了它们 的运行 特点和设 备特征 ， 并进行 了性 能的优 化分析 ， 从 而达 到 了提 高冷端 系统整体 运行 性能优 化的 目的 。 关键 词 ： 冷端 系统 ； 经济性 ； 优 化 中图分类 号 ： Ｔ Ｋ２ ６ ４ ． １ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ Ｏ ｌ ３ ） Ｏ ８ 一ｏ ０ ８ ２ —０ ２ 而循 环水 流 量 的变 化直 接 影 响到 循 环水 泵 的耗功 。
热 力 发 电厂 中 ， 凝 汽式 汽 轮机 及抽 汽凝 汽式供 热 汽 轮机 附设 的凝 汽器 的作 用之一 是在 汽轮机排 汽
汽 轮机冷 端 优 化有 两 个 概念 ， 一 是 在 凝 汽器 热 力设计 时 ， 在 汽轮 机 的排 汽 量 、 排 汽焓 即汽 轮机 的热
力特 性确定 后 ， 通 过技 术经 济 比较 ， 综 合地 确定凝 汽
析。 １ 汽 轮机冷 端整 体优化
１ ． Ｉ 汽轮 机冷 端优化 概述
机 组 背压减 小 ， 机组 出力 增加 ， 但循 环水泵 的耗功也 同时增加 ， 当循 环水 流量 增加 太多 时 ， 因循环 水泵 的 耗 功增加 而将 机组 出力 的增加 值抵消 。
２ 凝 汽器传 热端 差分 析及 其优化
器压力、 冷却面积、 冷却水量的最佳值 ； 二是针对某 机组 的汽 轮机 的冷 端 ， 即在 汽 轮机 冷 端设 备 已经
一
确 定 的条件 下 ， 通过 试 验 的 方法 来 确定 机 组在 某 一 定负 荷和一 定 的循 环水 进 口温度 下凝 汽器 的最佳 排
汽压 力和最 佳循 环水量 包 括循环 水泵 的最 佳运行 方
式中： ｔ 一与 凝 汽 器 内排 汽 压力 相 对应 的饱 和 蒸 汽温 度 ， 亦 即排 汽温 度 ， ℃； ｔ 一凝 汽器进 口循 环冷 却水温度 ， ℃； △ ｔ 一循 环冷 却水 温升 ， ℃； ｔ ２ 一凝 汽器 出 口循 环水 温度 ， ℃；
１ ． ２ 汽轮 机冷 端运行 方 式优化 原理
众 所周 知 ， 正 常运行 时 ， 凝汽器 的排 汽压 力 与排
汽温 度的关 系是饱 和蒸 汽 的压力 和温度 的关系 。这
样， 实际 凝汽 器 内 的排 汽 压力 可 由 与其相 应 的饱 和 蒸汽温 度来 确定 ， 而饱 和蒸 汽温 度用下式计 算 ：
２ ． １ 凝汽 器端 差与机 组真 空 的关 系
式 和最佳 叶片进 口角度 。前者属 于 汽轮机冷 端设 备 优 化热 力设 计范 畴 ； 后 者 属 于汽 轮机 冷 端 设 备运 行 方式 的优化 范 畴 。本文 对 汽轮机 冷端 设备 运行 方式 的优 化采用 既简 单又实 用 的热力 学优 化方 法 。
８ ２
内蒙古 石 油 化 工
２ ０ １ ３ 年第 ８ 期
冷端系Baidu Nhomakorabea经济性优化及其 性能分析
鲁旭 东， 崔 晓博
（ 北方 联合 电力 呼和浩特热 电厂 ， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ １ ０ ）
摘
要： 火 电机 组 冷端 系统 运行 的好坏 对机组 的经济 性有 着非 常重要 的影 响。 本 文主要 对冷端 系统
８ ３
器 排 汽压力 Ｐ 是 排 汽温度 ｔ 的单值 函数 ， 所以：
ｐ ｋ ＝‘ Ｐ （ ｔ ｌ ， △ｔ ， 艿 ｔ ） （ ２ ）
空气漏 入汽 轮 机 的真空 系统会 使气 相阻力 和蒸 汽与 冷却 水 管 外侧 的平 均 传 热温 差 增大 ， 妨 碍 了冷
口造成高度真空 ， 使其机组排汽尽可能膨胀到低的 压力 ， 多作 功和减 少冷 源损失 。因此 ， 凝 汽器 工作 的 好坏直 接影 响着机 组 的循环 热效 率 。 所以， 对凝 汽器 的运 行指 标 进行 监督 和分 析 ， 及 时发 现 和消 除异 常 现象 ， 保 持凝 汽器 良好运 行 工况 ， 历来是 电厂节能 工 作 者 的重要 内容 和经 常研究 的课题 。本 节仅对反 映 凝 汽器热 交 换状 况 的指 标 … 端 差作 一些 分析 ， 并就 如何降 低端 差提 出一些 对策 。
增 大循 环 水 泵 的叶 片角 度 能增 加 循环 水泵 的流量 ，
冷端 系 统运行 经 济性 指标 体 系 中 ， 影 响冷端 系
统经 济运行 的各部 分设 备 的性能 及运 行状况 需要从 与之 有关 的参 数 、 因素 着手 。因此 ， 本 文主 要 以研 究 汽轮 机冷端 、 凝汽 器 的端差 、 冷却 塔 的出 口水 温系 统 为 目标 ， 从 冷 端 整 体 出发 ， 对冷 端 系 统 进 行优 化 分
艿 ｔ 一凝 汽器 传热 端差 ， ℃。
由式 （ １ ） 可知 ， 凝 汽器 排汽温 度ｔ 取 决于凝 汽器 进 口冷却水 温ｔ 、 冷却 水 温升△ ｔ 和端差 ６ ｔ 。 又 因凝汽
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ 一Ｏ １ —２ ８
２ ０ １ ３ 年第８ 期
鲁旭东等 冷端系统经济性优化及其性能分析
ｔ ｋ ＝ｔ １ ＋ Ａｔ ＋ａ ｔ （ １ ）
凝 汽器 压力 是 机 组运 行 中的一 个 重 要参 数 ， 我 们不 论在凝 汽器 的热力 设计 中还 是在 汽轮 机冷端 设 备 运行时 ， 都要求 凝 汽器 压力有 一个 最佳 值 。 凝 汽器 压 力减 小 ， 机组 功 率增 加 ； 凝 汽器 压力 增 加 ， 机组 功 率下 降 。因此 ， 在 机组 负荷 和参 数一 定 的条件下 ， 凝 汽 器运 行压 力 与机 组 功 率 、 微增 功 率 有着 密 切 的关 系， 而机组 运行 背压是 由机 组负 荷 、 冷 却水 温度 和循 环 水流量 决定 的 。在机 组 负荷 和冷却 水温 一定 的条
内某 些相 关设 备 的运 行 特性从 理论 上作 了 系统的分析 ， 研 究 了它们 的运行 特点和设 备特征 ， 并进行 了性 能的优 化分析 ， 从 而达 到 了提 高冷端 系统整体 运行 性能优 化的 目的 。 关键 词 ： 冷端 系统 ； 经济性 ； 优 化 中图分类 号 ： Ｔ Ｋ２ ６ ４ ． １ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ Ｏ ｌ ３ ） Ｏ ８ 一ｏ ０ ８ ２ —０ ２ 而循 环水 流 量 的变 化直 接 影 响到 循 环水 泵 的耗功 。
热 力 发 电厂 中 ， 凝 汽式 汽 轮机 及抽 汽凝 汽式供 热 汽 轮机 附设 的凝 汽器 的作 用之一 是在 汽轮机排 汽
汽 轮机冷 端 优 化有 两 个 概念 ， 一 是 在 凝 汽器 热 力设计 时 ， 在 汽轮 机 的排 汽 量 、 排 汽焓 即汽 轮机 的热
力特 性确定 后 ， 通 过技 术经 济 比较 ， 综 合地 确定凝 汽
析。 １ 汽 轮机冷 端整 体优化
１ ． Ｉ 汽轮 机冷 端优化 概述
机 组 背压减 小 ， 机组 出力 增加 ， 但循 环水泵 的耗功也 同时增加 ， 当循 环水 流量 增加 太多 时 ， 因循环 水泵 的 耗 功增加 而将 机组 出力 的增加 值抵消 。
２ 凝 汽器传 热端 差分 析及 其优化
器压力、 冷却面积、 冷却水量的最佳值 ； 二是针对某 机组 的汽 轮机 的冷 端 ， 即在 汽 轮机 冷 端设 备 已经
一
确 定 的条件 下 ， 通过 试 验 的 方法 来 确定 机 组在 某 一 定负 荷和一 定 的循 环水 进 口温度 下凝 汽器 的最佳 排
汽压 力和最 佳循 环水量 包 括循环 水泵 的最 佳运行 方