冷端設(shè)備及其運(yùn)行

1、冷端設(shè)備及其運(yùn)行 雙背壓、雙殼體、單流程、表面冷卻式。傳熱管采用鈦管，管板采用復(fù)合鈦板，水室采用襯膠保護(hù)以防海水腐蝕。管子與管板連接方式為脹接加密封焊。 華能玉環(huán)電廠凝汽器介紹 1循環(huán)水進(jìn)口 2循環(huán)水出口 3高加危急疏水?dāng)U容器排汽口 47、8低加 5給水泵汽輪機(jī)排汽口 6低壓旁路入口 7抽氣口 8水室放氣口 9凝汽器疏水出口 10高加危急疏水?dāng)U容器疏水接口 11殼體放水口 12減溫減壓噴水進(jìn)口 13水幕保護(hù)裝置 14人孔 1 凝汽器的總有效面積 49000m22 抽空氣區(qū)的有效面積 2061m23 流程數(shù)殼體數(shù)單雙4 VWO工況循環(huán)水帶走的凈熱kJ/s10851755 傳熱系數(shù) 3328345

2、9 W/m26 循環(huán)水流量m3/s31.067 管束內(nèi)循環(huán)水最高流速m/s2.38 冷卻管內(nèi)設(shè)計(jì)流速m/s2.239 清潔系數(shù)0.910 VWO工況循環(huán)水溫升8.66111 凝結(jié)水過冷度0.512 凝汽器設(shè)計(jì)端差6.3225.5813 水室設(shè)計(jì)壓力MPa（g）0.414 殼側(cè)設(shè)計(jì)壓力MPa（g）0.098Vac15 凝汽器出口凝結(jié)水保證氧含量g/l2016 管子總水阻kPa6517 凝汽器汽阻kPa0.418 循環(huán)倍率（VWO工況）64.5519 水室重量（每個(gè)）kg14,00020 凝汽器凈重kg960,00021 凝汽器重量（運(yùn)行時(shí)）kg2,350,00022 凝汽器重量（滿水時(shí)）kg3,

3、890,000（1） 凝汽器換熱面積為46000m2， 凝汽器以VWO工況為設(shè)計(jì)工況，循環(huán)水溫升不超過9，循環(huán)水設(shè)計(jì)水溫20，換熱管內(nèi)流速不超過2.3m/s。（2） 凝汽器能在VWO工況，以及循環(huán)水溫33下連續(xù)運(yùn)行并保證除氧要求。（3） 在凝汽器的喉部裝有7、8號(hào)低壓加熱器。（4） 凝汽器管束材料為鈦，凝汽區(qū)管子壁厚為BWG24（0.559mm），空冷區(qū)和通道外側(cè)管子壁厚為BWG22（0.711mm），管子與管板連接嚴(yán)密，能防止循環(huán)水混入汽側(cè)，管板采用進(jìn)口復(fù)合鈦板。 （5） 凝汽器的水室設(shè)有分隔板，循環(huán)水能通過一側(cè)的進(jìn)出口單側(cè)運(yùn)行，此時(shí)汽輪機(jī)能達(dá)到75% TRL的出力。（6） 凝汽器管子清潔系

4、數(shù)按0.9設(shè)計(jì)，TMCR工況堵管冗余量不小于5%。（7） 在規(guī)定的負(fù)荷運(yùn)行范圍內(nèi)，凝汽器出口凝結(jié)水的含氧量不超過20ppb。（8） 在TMCR工況下，凝汽器出口的凝結(jié)水過冷度不大于0.5。（9） 凝汽器設(shè)計(jì)考慮承受最大工作壓力，凝汽器水室設(shè)計(jì)壓力為0.4MPa（g）。（10）凝汽器接收下述排汽、疏水和回水，并良好除氧： （11）凝汽器內(nèi)設(shè)有為低壓旁路排汽用的減溫、消能裝置，當(dāng)旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，低壓缸排汽溫度不超過其限定值。（12）進(jìn)入凝汽器的凝結(jié)水、疏水和補(bǔ)給水，能得到有效的換熱和淋灑，以取得最佳除氧效果，并防止噴淋水直接與凝汽器管接觸。（13）凝汽器中，為防止加熱器等的疏水閃蒸沖擊而造成部

5、件損壞，設(shè)置擋水板或淋水管，該擋水板使用厚度不小于10mm的不銹鋼板制成。（14）凝汽器的設(shè)計(jì)能使循環(huán)水平均分配到所有的管子中。（15）凝汽器為并列橫向布置。（16）雙背壓兩臺(tái)凝汽器之間抽真空連接方式為在低壓側(cè)引出抽氣管道接口。高背壓凝汽器抽真空管道接至低背壓凝汽器，凝汽器總的抽真空接口位于低背壓凝汽器汽側(cè)。 凝汽設(shè)備的任務(wù)n建立和維持真空n回收工質(zhì)n真空除氧真空對(duì)汽輪機(jī)效率的影響最佳真空與極限真空 由于提高真空，汽輪機(jī)功率增加與循環(huán)泵多耗功率的差值為最大時(shí)的真空稱凝結(jié)器的最佳真空。最佳真空 使汽輪機(jī)做功能力達(dá)到最大值的排氣壓力所對(duì)應(yīng)的真空極限真空最佳真空的變形資源消耗最少 資源費(fèi)=燃料費(fèi)+水

6、費(fèi)+二氧化硫排污費(fèi)+煙塵排污費(fèi)等總費(fèi)用最低生產(chǎn)利潤(rùn)最大 稅前利潤(rùn)=上網(wǎng)電價(jià)凈電功率-資源費(fèi)供電煤耗最低 對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)的最佳真空概念發(fā)電煤耗最低 當(dāng)網(wǎng)調(diào)以發(fā)電量分配各個(gè)單元機(jī)組或發(fā)電廠負(fù)荷時(shí),此運(yùn)行方式明顯是全網(wǎng)最節(jié)省煤炭的方式。最大循環(huán)水量 對(duì)于配有定速循環(huán)水泵的單元機(jī)組,這是常見的運(yùn)行方式,即兩臺(tái)循環(huán)水泵都運(yùn)行,循環(huán)水流量為設(shè)計(jì)循環(huán)水量。最小循環(huán)水量 對(duì)于配有定速循環(huán)水泵的單元機(jī)組,這是低負(fù)荷或冷卻水溫度較低時(shí),例如冬季,經(jīng)常采用的運(yùn)行方式,即僅運(yùn)行一臺(tái)循環(huán)水泵,循環(huán)水流量為設(shè)計(jì)值的一半。凝汽器結(jié)構(gòu)n單背壓；雙背壓n汽阻：抽氣口和凝汽器喉部之間的壓差n水阻：凝汽器中冷卻水的流動(dòng)阻力管束排列形式組

7、裝中的凝汽器外殼組裝中的隔板管束布置的一般原則n1、為了減小汽阻，流速應(yīng)盡量均勻，不大于50m/s；n2、為避免內(nèi)層過低的熱負(fù)荷，應(yīng)該有深入內(nèi)層的蒸汽通道；n3、采用回?zé)崾侥鱪4、設(shè)置空氣冷卻區(qū)和擋板n5、為減小過冷度，凝結(jié)水和汽氣混合物引出點(diǎn)距離應(yīng)遠(yuǎn)些n6、為減小凝結(jié)水被下方水管冷卻，增加凝結(jié)水收集板。教堂窗式布置卵式布置帶狀布置將軍帽布置山形布置 凝汽器壓力（真空度）是表征凝汽器工作特性的主要指標(biāo)。通常泛指的凝汽器壓力是凝汽器殼側(cè)蒸汽凝結(jié)溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。但是實(shí)際上凝汽器殼側(cè)各處壓力并不相等。 凝汽器內(nèi)的壓力由與之相對(duì)應(yīng)的飽和溫度ts來(lái)確定。 凝汽器運(yùn)行控制參數(shù)凝汽器運(yùn)行控制參數(shù) 1

8、sWtttt 式中 凝汽器壓力Pco相對(duì)應(yīng)的蒸汽飽和溫度，； 循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度，； 循環(huán)冷卻水出、進(jìn)口溫差，； 汽輪機(jī)排汽溫度與循環(huán)冷卻水出口溫度之差。 凝汽器熱負(fù)荷是指單位時(shí)間內(nèi)凝汽器內(nèi)蒸汽和凝結(jié)水傳給冷卻水的總熱量（包括排汽、加熱器疏水等熱量）。 冷卻水的進(jìn)口溫度n受到天氣的影響n季節(jié)n風(fēng)向n濕度 冷卻水溫度越低，凝汽器壓力越低，對(duì)汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行越有利。但是冷卻水的進(jìn)口溫度不取決于凝汽器的運(yùn)行工況，而取決于供水方式、氣候條件和所處地區(qū)。冬季的水溫低、所以真空較好，夏季的水溫高，真空要差一些。開式供水比閉式供水的水溫低。所以開式供水的真空較閉式供水的真空高。 冷卻水溫升211000()4

9、.1875204.1874.187/4.187mcccmwwwmwmcccccccmwmwmcqhhqhhqtqhhhhhhtqqqmm 冷卻水溫升是凝汽器冷卻水出口溫度與進(jìn)口溫度的差值，溫升是凝汽器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)，溫升可監(jiān)視凝汽器冷卻水量是否滿足汽輪機(jī)排汽冷卻之用 。設(shè)計(jì)時(shí)，選用的額定負(fù)荷下的溫升一般為57。 汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，排汽量決定于外界的負(fù)荷，運(yùn)行人員無(wú)法控制。因此，運(yùn)行人員控制冷卻水溫升的辦法主要是改變循環(huán)水量即改變循環(huán)倍率。循環(huán)倍率越大，冷卻水溫升越小，凝汽器內(nèi)的壓力越低。前已敘述，增大循環(huán)水量應(yīng)控制在汽輪機(jī)背壓達(dá)到最有利真空的范圍內(nèi)?，F(xiàn)代凝汽式汽輪機(jī)的m值在5070范周內(nèi)，

10、多流程凝汽器選用的值較小，單流程的凝汽器選用的值較大。 端差124.18712()()ln ()/()ln/1mcmswswAKmqswswKA tttttttttttttttte 凝汽器壓力下的飽和溫度與凝汽器冷卻水出口溫度之差稱為端差。減小t就要增大凝汽器冷卻面積Aco，因而使凝汽器造價(jià)提高。所以在設(shè)計(jì)時(shí)t不宜選的過小，一般t =35。 對(duì)一定的凝汽器，端差的大小與凝汽器冷卻水進(jìn)口溫度、凝汽器單位面積蒸汽負(fù)荷、凝汽器銅管的表面潔凈度、凝汽器內(nèi)的漏入空氣量以及冷卻水在管內(nèi)的流速有關(guān)。隨著季節(jié)、機(jī)組負(fù)荷以及循環(huán)水泵工作情況的改變，tw1、Dc及Dw等可能會(huì)發(fā)生變化。因此，運(yùn)行中凝汽器的壓力pc

11、也會(huì)發(fā)生變化。凝汽器不在設(shè)計(jì)條件下工作時(shí)的工況稱為凝汽器的變工況。 實(shí)際運(yùn)行中，若端差值比端差指標(biāo)值高得太多，則表明凝汽器冷卻水管臟污，致使傳熱條件惡化。端差增加的原因有：凝汽器冷卻水管水側(cè)或汽側(cè)結(jié)垢；凝汽器汽側(cè)漏入空氣；冷卻水管堵塞；冷卻水量減少等。 排汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度ts和凝結(jié)水溫度tco之差，稱為凝結(jié)水的過冷度ts。 一般凝汽器的過冷度不應(yīng)超過0.51。具有過冷度的凝結(jié)水，要使汽輪機(jī)消耗更多的回?zé)嵴羝允顾訜岬筋A(yù)定的鍋爐給水溫度，增大了熱耗。同時(shí)，過冷度也使含氧量增加，從而加速管道腐蝕，所以過冷度要盡可能小。凝結(jié)水過冷的原因有： （1）凝汽器構(gòu)造上存在缺陷，管束之間蒸汽沒有足夠的

12、通往凝汽器下部的通道，使凝結(jié)水自上部管子流下，落到下部管子的上面再度冷卻，從而產(chǎn)生過冷卻；（2）凝汽器水位高，以致部分銅管被凝結(jié)水淹沒而產(chǎn)生過冷卻；（3）凝汽器汽側(cè)漏空氣或抽氣設(shè)備運(yùn)行不良，造成凝汽器內(nèi)蒸汽分壓力下降而引起過冷卻；（4）凝汽器銅管破裂，凝結(jié)水內(nèi)漏入循環(huán)水（此時(shí)凝結(jié)水質(zhì)嚴(yán)重惡化，如硬度超標(biāo)等）；（5）凝汽器冷卻水量過多或水溫過低。 空氣來(lái)源n新蒸汽帶入n低壓部分漏氣漏入空氣的影響n1、真空降低n2、阻礙蒸汽凝結(jié)（如圖），致使端差增大n3、過冷度增加：凝結(jié)水溫度和凝汽器入口壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度之差 一般凝汽器的過冷度不應(yīng)超過0.51。具有過冷度的凝結(jié)水，要使汽輪機(jī)消耗更多的回?zé)嵴羝?/p>

13、以使它加熱到預(yù)定的鍋爐給水溫度，增大了熱耗。同時(shí)，過冷度也使含氧量增加，從而加速管道腐蝕，所以過冷度要盡可能小。凝結(jié)水過冷的原因有： （1）凝汽器構(gòu)造上存在缺陷，管束之間蒸汽沒有足夠的通往凝汽器下部的通道，使凝結(jié)水自上部管子流下，落到下部管子的上面再度冷卻，從而產(chǎn)生過冷卻；（2）凝汽器水位高，以致部分銅管被凝結(jié)水淹沒而產(chǎn)生過冷卻；（3）凝汽器汽側(cè)漏空氣或抽氣設(shè)備運(yùn)行不良，造成凝汽器內(nèi)蒸汽分壓力下降而引起過冷卻；（4）凝汽器銅管破裂，凝結(jié)水內(nèi)漏入循環(huán)水（此時(shí)凝結(jié)水質(zhì)嚴(yán)重惡化，如硬度超標(biāo)等）；（5）凝汽器冷卻水量過多或水溫過低。 真空除氧n亨利定律：當(dāng)水和氣體之間處于平衡狀態(tài)時(shí)，水中溶解的該氣體的

14、量與水面上該氣體得分壓力成正比。n道爾頓定律：混合氣體的總壓力等于各種成分氣體的分壓力之和。所以水面上的氣體混合物的全壓力就等于水蒸汽的分壓力和水中溶解的各種氣體的分壓力之和。真空除氧n1) 除氧給水必須加熱到一定壓力下的飽和溫度，n2) 除氧給水應(yīng)有足夠的與加熱蒸汽接觸的表面積，以保證良好的加熱效果。n3 ) 要迅速排出從給水中分離出的氣體，以降低除氧器內(nèi)氣體的分壓力。氧氣在水中的溶解量與溫度和壓力的關(guān)系 水中殘余氧量與加熱溫度不足的關(guān)系 真空泵水環(huán)式真空泵的系統(tǒng)抽吸能力的影響因素n轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)速升高，抽吸能力上升n真空泵的功耗增加速度與抽吸能力增加速度的平方成正比n增加轉(zhuǎn)速來(lái)提高抽吸能力得不償

15、失n冷卻水溫度n冷卻水溫度下降，抽吸能力上升為了彌補(bǔ)水環(huán)式真空泵所建真空較低的弱點(diǎn)，在高真空時(shí)可切換投入系統(tǒng)中的噴射器。該噴射器的結(jié)構(gòu)及工作原理與前面所講的噴射器相同，但它沒有專門的工作介質(zhì)及射水泵，而是靠氣水分離器與真空泵入口所形成的壓差來(lái)引射的。 水環(huán)式真空泵在低真空時(shí)抽氣能力很大，故在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)可快速建立所需真空。水環(huán)式真空泵運(yùn)行方便可靠，不易損壞，噪音低，耗電量小，不需另設(shè)供水泵或汽源。但價(jià)格較貴，而且真空越高，抽氣能力越小。 國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW及600MW機(jī)組上普遍采用水環(huán)式真空泵作為抽氣設(shè)備真空泵密封水制冷裝置凝汽器的變工況n真空隨負(fù)荷、冷卻水進(jìn)口溫度和循環(huán)水量的變化n負(fù)荷增加，

16、真空下降n對(duì)于已經(jīng)投運(yùn)的機(jī)組，如果面積和傳熱系數(shù)一定，端差和負(fù)荷成正比14.1874.187/mwccmcmwmcmcAKqhhtqqqtqe 凝汽器的變工況Dirt in cooling towercorrosionManual cleaningCtcs modelSingel passstrainer凝汽設(shè)備運(yùn)行n運(yùn)行和監(jiān)視n真空n進(jìn)口蒸汽溫度n出口凝結(jié)水溫度n冷卻水的進(jìn)出口水溫n循環(huán)水泵的功耗n冷卻水在凝汽器前后的壓力n過冷的原因分析n水質(zhì)監(jiān)視冷卻塔冷卻塔結(jié)構(gòu)冷卻塔傳熱機(jī)理n接觸傳熱n蒸發(fā)傳熱冷卻塔冷卻效果n側(cè)風(fēng)n濕度運(yùn)行n防凍n循環(huán)倍率先進(jìn)的發(fā)電廠煙塔合一技術(shù)煙塔合一技術(shù)簡(jiǎn)介n1. 經(jīng)濕法脫硫設(shè)備后，煙氣的溫度降低了，如要排入煙囪，則必須對(duì)煙氣進(jìn)行再加熱，如采用水塔排煙，煙氣再熱器可以取消，可以利用水蒸氣氣流顯著的提升力把煙氣送入較高的氣流層中。盡管氣流溫度很低，但是體積流量較大由此總熱流量較大在多數(shù)天氣情況下都能夠達(dá)到比同等煙氣從煙囪排出的提升高度高。這不但節(jié)省了一次性投資，同時(shí)省去了煙氣再熱器的運(yùn)行成本，由此節(jié)約了附加的能源消耗，不會(huì)由于此部分能源消耗造成附加的環(huán)境污染。n 2. 通常冷卻塔的高度要比煙囪低，但擴(kuò)散效果要比煙囪好，原因在于冷卻塔中的熱空氣產(chǎn)生很大的浮力將煙氣抬升后擴(kuò)散到大氣中。并且煙氣在擴(kuò)散