火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

1、火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析梁永斌 , 呂云鵬 , 朱宏磊(煤炭工業(yè)濟(jì)南設(shè)計(jì)研究院有限公司 , 山東 濟(jì)南 250031摘 要 該文分析了火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和安全性 , 討論了凝汽器的傳熱特性 , 以及冷卻水的系統(tǒng)、 流速及進(jìn)口溫度的影響 , 并 給出了影響冷卻水系統(tǒng)可靠性的因素。關(guān)鍵詞 發(fā)電廠 循環(huán) 冷卻 經(jīng)濟(jì)性 可靠性中圖分類號(hào) T D823. 21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 BAbstract This paper analyzes the economy and safety of the recirculating cooling water system in the stea

2、m -power plant ,and discusses the heat trans fer characteristic of the steam condenser ,the in fluence of the cooling water system ,flow rate and inlet tem perature ,and it als o tells us the elements that in fluence the reliability of the cooling water system.K ey w ords S team -power plant Circula

3、te C ooling Economy Reliability 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是以水作為冷卻介質(zhì) , 并循環(huán)使用的一種冷卻水系統(tǒng)。主要由冷卻設(shè)備 (常稱換熱設(shè)備 , 如換熱器 、 冷凝器 、 反應(yīng)器 、 水泵和管道組成。在凝汽器中 , ,出的汽化潛熱 , , ,功率增加 。要保證汽輪機(jī)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性 , 就必須保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠安全可靠地工作 。1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析從凝汽器傳熱的角度分析對(duì)循環(huán)水參數(shù)的要求。在凝汽器中 , 換熱管外進(jìn)行的是蒸汽的凝結(jié)放熱。蒸汽在 管 子 外 表 面 上 冷 凝 , 一 般 以 膜 狀 凝 結(jié) 方 式 。Nusselt 研究了水平單管管外凝

4、結(jié)平均放熱系數(shù)的表達(dá)式 :m =0. 72532g1 dzt. 25 W (m 2 K 式中 1 凝結(jié)液的導(dǎo)熱系數(shù) ,W (m K ;1 凝結(jié)液的密度 ,kg m 3;1 凝結(jié)液的動(dòng)力粘度 ,Pa s ; 汽化潛熱 ,J kg ;g 重力加速度 ,m s 2d z 管子外徑 ,m;t 蒸汽飽和溫度與壁面溫度的差值 ,K 。 實(shí)質(zhì)上 , 上式給出了影響凝汽器管外凝結(jié)放熱的 因素。 在凝汽器換熱管內(nèi)進(jìn)行的是冷卻水的強(qiáng)制對(duì)流換 熱。 冷卻水的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)這一換熱過(guò)程有較大的影 3收稿日期 :2008-12-01作者簡(jiǎn)介 :梁永斌 , 男 , 助理工程師 ,2004年畢業(yè)于山東大學(xué)熱能與 動(dòng)力工程專業(yè)

5、, 獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位 , 現(xiàn)在煤炭工業(yè)濟(jì)南設(shè)計(jì)研究院有限 公司工作。 響 。 , , 當(dāng)循環(huán)水流速為 10, , 此時(shí)的換熱系 :Nu =0. 023Re 0. 8Pr 0. 4式中 :Nu 努謝爾特?cái)?shù) ;Re 雷諾數(shù) ;Pr 普朗特?cái)?shù) ;就凝汽器總體而言 , 凝結(jié)放熱的換熱系數(shù)要高于 管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱 , 所以熱阻大的一側(cè)在管內(nèi)。為了 提高總體換熱系數(shù) , 應(yīng)強(qiáng)化管內(nèi)的換熱。提高冷卻水 流速是一個(gè)強(qiáng)化管內(nèi)換熱的有效措施 , 而且采用較高 的流速還能防止管內(nèi)結(jié)垢。但是 , 這又使得凝汽器的 水阻增大 , 循環(huán)水泵的耗功增加。這里存在一個(gè)優(yōu)化 設(shè)計(jì)問(wèn)題。 最合理的工況就是在一定的冷卻水流速下 使收

6、益最大 。冷卻水的水溫也是影響經(jīng)濟(jì)性的重要因素。對(duì)于 任何一臺(tái)換熱器 , 冷卻水的進(jìn)口水溫在很大程度上決 定了換熱器的冷卻效果。凝汽器和冷油器均是如此。 對(duì)于凝汽器而言 , 冷卻水進(jìn)口溫度 tw 1的大小 , 不僅影 響到冷卻水在凝汽器中的溫升 t , 而且還影響凝汽器的端差 t, 從而對(duì)于凝汽器的真空產(chǎn)生重大影響。隨著 tw 1的降低 , 凝汽器的真空度會(huì)提高 , 從而使熱耗率 和煤耗率均下降。資料表明 , 對(duì)于一臺(tái) 250MW 的機(jī) 組 , 如果冷卻水溫度降低 1 , 在五個(gè)月內(nèi)可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn) 煤 1700t , 經(jīng)濟(jì)效益巨大。冷卻水系統(tǒng)的工作方式對(duì)冷卻水溫度有較大的影 響 。 目前的冷卻水系

7、統(tǒng)一般采用閉式循環(huán) , 冷卻設(shè)備 有機(jī)力通風(fēng)塔、 自然通風(fēng)塔以及噴水冷卻池。這些冷 卻設(shè)備的有效運(yùn)行 , 是獲得較低冷卻水溫度的關(guān)鍵。 2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的可靠性分析循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的可靠性就是在規(guī)定的條件下在 規(guī)定的時(shí)間內(nèi)該系統(tǒng)能夠正常工作并達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的87山東煤炭科技 2009年第 1期 綜放工作面參數(shù)分析黃慶國(guó) 1, 李純寶 2(1. 山西大同大學(xué)工學(xué)院 , 山西 大同 037003;2. 山東龍口礦業(yè)集團(tuán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行處 , 山東 龍口 265700摘 要 綜放面參數(shù)選擇影響因素很多 , 該文在分析了采高、 工作面長(zhǎng)度、 放頂煤高度、 放煤步距等參數(shù)影響因素的基礎(chǔ)上 , 分別給出了相應(yīng)的 取

8、值方法和范圍 , 對(duì)綜放面參數(shù)確定有一定參考意義。關(guān)鍵詞 綜放面 放頂煤 參數(shù)選擇中圖分類號(hào) T D823. 49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 CAnalysis on P arameters of Fully Mechanized C aving F aceHuang Qing -guo 1, LI Chun -bao 2(1. C ollege of Engineering of Shanxi University in Shanxi Province , Datong of Shanxi Province 0370032. Economy runs officee of Longkou M ineral

9、 Industry G roup C om pany ,265700Abstract There are many factors that affect the choice of fully mechanized caving face parameters. In this paper ,the m ining height , length of the face , caving height , caving step , and other parameters were analyzed ,then the appropriate method and the scope of

10、 value were given. This is to determ ine the parameters to a certain extent.K ey w ords fully mechanized caving face ; top coal caving ;parameters selection用的方法 , , 是1 工作面采高目前我國(guó)緩傾斜綜采放頂煤工作面的采煤機(jī)割煤 高度在 2. 53. 5m 。工作面的出煤量由采煤機(jī)割煤和 放頂煤兩部分組成 , 其生產(chǎn)能力取決于開(kāi)采煤層厚度 , 而與采煤機(jī)割煤高度無(wú)關(guān)。 綜放面合理采高主要根據(jù)3收稿日期 :2008-11-12作者簡(jiǎn)介 :

11、黃慶國(guó) (1961- , 男 , 河北阜平縣人 , 山西大同大學(xué)工學(xué) 院 , 副教授 , E -mail :hbhqg2009163. com煤壁的 合理采放高度比以及工作面合理操作空間等 因素所決定 。 工作面通風(fēng)要求。 由于放頂煤工作面增加了放 頂煤出煤點(diǎn) , 工作面粉塵濃度高于普通綜采工作面 , 因 此工作面的風(fēng)速不能過(guò)高。 支架造價(jià)及穩(wěn)定性。 通常情況下 , 采高越大 , 支 架的造價(jià)越高 , 而且穩(wěn)定性越差 , 尤其當(dāng)采高超過(guò)一定 限度后 , 支架的重量和造價(jià)會(huì)大幅度地增加 , 因此在確 定工作面采高時(shí) , 應(yīng)考慮支架投入多少的因素。 煤壁的穩(wěn)定性。 采高越大 , 煤壁的穩(wěn)定性越差

12、, 當(dāng)采高在 2. 5m 以上時(shí) , 為保證煤壁的穩(wěn)定性 , 支架需 加設(shè)防片幫裝置。概率。 精確的獲得這一概率值是困難的 , 因?yàn)槟壳翱?靠性數(shù)據(jù)的積累較少 , 盡管如此 , 仍可以對(duì)該系統(tǒng)的可 靠性進(jìn)行定性分析 。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的可靠性與組成這個(gè)系統(tǒng)的各個(gè) 設(shè)備的可靠性以及系統(tǒng)的連接方式有關(guān) 。設(shè)備的可靠 性與制造廠的機(jī)加工水平、 設(shè)計(jì)水平、 材料性質(zhì)等有較 大關(guān)系。 為了提高系統(tǒng)的可靠性 , 一般均要進(jìn)行可靠 性設(shè)計(jì)。 例如循環(huán)水泵的配置及連接 , 一般設(shè)置兩臺(tái) 或三臺(tái)循環(huán)水泵 , 其中一臺(tái)備用 , 連接采用冗余方式并 聯(lián)連接。 根據(jù)可靠性理論 , 并聯(lián)連接方式的可靠性與 并聯(lián)設(shè)備的個(gè)數(shù)

13、、 并聯(lián)設(shè)備的可靠性以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的 可靠性有關(guān) 。 并聯(lián)設(shè)備的個(gè)數(shù)越多 , 并聯(lián)設(shè)備的可靠 性越高 , 整個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性就越高。兩臺(tái)或多臺(tái) 冷油器的并聯(lián)設(shè)置也是基于上述理論 。3 結(jié)語(yǔ)(1 火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對(duì)于保證電廠的 安全性和經(jīng)濟(jì)性是十分重要的 , 應(yīng)予以足夠重視。(2 為了提高經(jīng)濟(jì)性 , 凝汽器中可采用適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化 傳熱措施 , 如改膜狀凝結(jié)為珠狀凝結(jié) , 換熱系數(shù)可提高 數(shù)十倍 。 提高冷卻水流速為強(qiáng)化傳熱的有效措施之 一 , 但要優(yōu)化考慮 , 選一個(gè)最佳流速。(3 盡量保持較低的冷卻水進(jìn)口溫度是取得高經(jīng) 濟(jì)效益的關(guān)鍵措施。 除了恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 外 , 還要適當(dāng)選擇冷卻設(shè)備 、 并盡量采用強(qiáng)化傳熱傳質(zhì) 的措施 , 盡量提高冷卻效果。(4 設(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時(shí)要進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià) , 對(duì) 于重要部分 , 要采用冗余措施 , 控制軟件要具有容錯(cuò)功 能 , 以便整個(gè)系統(tǒng)的可靠性提高。參考文獻(xiàn)1裘烈鈞 , 孫奉仲 . 大功率汽輪