1、電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制 教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室火電站直接空冷凝汽器性能考核評(píng)價(jià)方法 Nov. 22, 2006楊立軍 杜小澤 楊勇平 劉登瀛 第二屆空冷技術(shù)研討會(huì)，中國(guó) 包頭，2006報(bào)告內(nèi)容直接空冷技術(shù)的背景、意義直接空冷凝汽器驗(yàn)收和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)直接空冷凝汽器性能分析直接空冷凝汽器性能考核評(píng)價(jià)方法結(jié)論背景意義電站采用空冷系統(tǒng)是解決富煤貧水矛盾的有效措施直接空冷代表了未來空冷系統(tǒng)的發(fā)展方向特殊氣候和環(huán)境條件下，直接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)冷卻惡化、極端環(huán)境下的非正常停機(jī)、積灰、真空泄漏、管束凍裂等制定直接空冷凝汽器性能考核評(píng)價(jià)方法，保證直接空冷凝汽器滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)于減小直接空冷電站建設(shè)投資，提

2、高空冷凝汽器運(yùn)行水平，降低直接空冷機(jī)組能耗具有重要意義。德國(guó)VGB-R131Me導(dǎo)則采用凝汽器凝結(jié)能力（凝結(jié)蒸汽流量）做為性能考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為在一定的環(huán)境條件和一定的汽輪機(jī)排汽壓力下，如果凝汽器凝結(jié)蒸汽量超過了其設(shè)計(jì)值，就說明空冷凝汽器性能符合要求。 如果以汽輪機(jī)排汽壓力做為考核指標(biāo)，則是在維持一定的環(huán)境條件和一定的凝汽器凝結(jié)蒸汽量的條件下，考核汽輪機(jī)背壓。 上述兩種性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，都存在一定的局限，僅僅考察凝汽器凝結(jié)能力，不能綜合反映空冷凝汽器的傳熱性能。直接空冷凝汽器性能分析假設(shè)： 忽略汽輪機(jī)排汽由汽輪機(jī)出口流向凝汽器入口以及蒸汽在凝汽器內(nèi)的流動(dòng)壓降 凝汽器壓力等于汽輪機(jī)的排汽壓力，即汽

3、輪機(jī)背壓。空冷凝汽器傳熱過程溫度變化示意圖 蒸汽凝結(jié)過程能量平衡方程冷卻空氣能量平衡方程空冷凝汽器傳熱方程對(duì)于飽和蒸汽的等溫凝結(jié)過程空冷凝汽器的凝結(jié)溫度汽輪機(jī)背壓當(dāng)保持冷卻空氣流量不變，即軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，空冷凝汽器傳熱系數(shù) K 近似為常數(shù)，于是滿足：根據(jù)上式得到的汽輪機(jī)背壓隨環(huán)境溫度和凝汽器凝結(jié)蒸汽量變化關(guān)系的曲線，即為空冷凝汽器性能曲線，也是VGB導(dǎo)則中進(jìn)行空冷凝汽器驗(yàn)收考核實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)。空冷凝汽器壓力隨凝結(jié)蒸汽量和凝汽器進(jìn)口空氣溫度變化的性能曲線 VGB-R131Me導(dǎo)則驗(yàn)收考核方法的不足：在凝結(jié)蒸汽量、冷卻空氣流量、環(huán)境溫度不變的條件下，可以僅僅通過增加空冷凝汽器傳熱面積提高凝汽器凝

4、結(jié)能力，使凝結(jié)蒸汽量增加，或汽輪機(jī)背壓降低。 空冷凝汽器傳熱面積的增加，將使空冷島的投資增加，為用戶增加了額外的費(fèi)用。如果僅僅考核空冷凝汽器凝結(jié)能力，就可能導(dǎo)致空冷凝汽器生產(chǎn)商片面追求傳熱面積，而不在提高空冷凝汽器傳熱性能上做文章。不同環(huán)境溫度下，空冷凝汽器壓力隨傳熱系數(shù)的變化曲線 我們的建議： 對(duì)空冷凝汽器進(jìn)行性能考核，需要在維持冷卻空氣流量和汽輪機(jī)排汽量不變的情況下，針對(duì)不同容量的機(jī)組，制定一個(gè)空冷凝汽器的參考傳熱系數(shù)值。只有當(dāng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的空冷凝汽器傳熱系數(shù)高于該參考值時(shí)，才認(rèn)為空冷凝汽器的性能達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)。 在空冷凝汽器設(shè)計(jì)氣溫下，維持汽輪機(jī)排汽量和冷卻空氣量不變時(shí)，只有設(shè)計(jì)更為合理的空冷凝汽器翅片管結(jié)構(gòu)參數(shù)，更為有效的管束布置方式，才能更加合理的組織冷卻空氣的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，從而改善空氣速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的協(xié)同性，強(qiáng)化空氣對(duì)流換熱，提高空冷凝汽器的傳熱性能。 結(jié)論建立了凝汽器壓力與汽輪機(jī)排汽量、冷卻空氣流量、凝汽器傳熱系數(shù)、凝汽器總傳熱面積以及環(huán)境溫度之間的關(guān)系，分析了各因素對(duì)凝汽器性能的影響規(guī)律。凝結(jié)蒸汽量和凝汽器壓力的空冷凝汽器性能考核標(biāo)準(zhǔn)，僅僅考慮空冷凝汽器的傳熱能力，可能導(dǎo)致空冷凝汽器傳熱面積過大，空冷系統(tǒng)投資增加。對(duì)空冷凝汽器進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，除了考核空冷凝汽器傳熱能力，還需測(cè)定凝汽器傳熱系數(shù)，以傳熱系數(shù)設(shè)計(jì)