杨立军-华北电力大学火电站直接空冷凝汽器性能考核评价方法

华北电力大学能源与动力工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室火电站直接空冷凝汽器

性能考核评价方法

Nov.22,2006杨立军杜小泽杨勇平刘登瀛

第二届空冷技术研讨会，中国包头，2006报告内容直接空冷技术的背景、意义直接空冷凝汽器验收和运行实验标准直接空冷凝汽器性能分析直接空冷凝汽器性能考核评价方法结论背景意义电站采用空冷系统是解决富煤贫水矛盾的有效措施直接空冷代表了未来空冷系统的发展方向特殊气候和环境条件下，直接空冷系统的运行面临严峻的考验－冷却恶化、极端环境下的非正常停机、积灰、真空泄漏、管束冻裂等制定直接空冷凝汽器性能考核评价方法，保证直接空冷凝汽器满足设计要求，对于减小直接空冷电站建设投资，提高空冷凝汽器运行水平，降低直接空冷机组能耗具有重要意义。德国VGB-R131Me导则采用凝汽器凝结能力（凝结蒸汽流量）做为性能考核的评价标准，认为在一定的环境条件和一定的汽轮机排汽压力下，如果凝汽器凝结蒸汽量超过了其设计值，就说明空冷凝汽器性能符合要求。

如果以汽轮机排汽压力做为考核指标，则是在维持一定的环境条件和一定的凝汽器凝结蒸汽量的条件下，考核汽轮机背压。

上述两种性能评价标准，都存在一定的局限，仅仅考察凝汽器凝结能力，不能综合反映空冷凝汽器的传热性能。直接空冷凝汽器性能分析假设：

忽略汽轮机排汽由汽轮机出口流向凝汽器入口以及蒸汽在凝汽器内的流动压降凝汽器压力等于汽轮机的排汽压力，即汽轮机背压。空冷凝汽器传热过程温度变化示意图

蒸汽凝结过程能量平衡方程冷却空气能量平衡方程空冷凝汽器传热方程对于饱和蒸汽的等温凝结过程空冷凝汽器的凝结温度汽轮机背压当保持冷却空气流量不变，即轴流风机转速恒定，空冷凝汽器传热系数K近似为常数，于是满足：根据上式得到的汽轮机背压随环境温度和凝汽器凝结蒸汽量变化关系的曲线，即为空冷凝汽器性能曲线，也是VGB导则中进行空冷凝汽器验收考核实验的理论基础。空冷凝汽器压力随凝结蒸汽量和凝汽器进口空气温度变化的性能曲线

VGB-R131Me导则验验收考考核方方法的的不足足：在凝结结蒸汽汽量、、冷却却空气气流量量、环环境温温度不不变的的条件件下，，可以以仅仅仅通过过增加加空冷冷凝汽汽器传传热面面积提提高凝凝汽器器凝结结能力力，使使凝结结蒸汽汽量增增加，，或汽汽轮机机背压压降低低。空冷凝凝汽器器传热热面积积的增增加，，将使使空冷冷岛的的投资资增加加，为为用户户增加加了额额外的的费用用。如果仅仅仅考考核空空冷凝凝汽器器凝结结能力力，就就可能能导致致空冷冷凝汽汽器生生产商商片面面追求求传热热面积积，而而不在在提高高空冷冷凝汽汽器传传热性性能上上做文文章。。不同环环境温温度下下，空空冷凝凝汽器器压力力随传传热系系数的的变化化曲线线我们的的建议议：对空冷冷凝汽汽器进进行性性能考考核，，需要要在维维持冷冷却空空气流流量和和汽轮轮机排排汽量量不变变的情情况下下，针针对不不同容容量的的机组组，制制定一一个空空冷凝凝汽器器的参参考传传热系系数值值。只只有当当实验验测得得的空空冷凝凝汽器器传热热系数数高于于该参参考值值时，，才认认为空空冷凝凝汽器器的性性能达达到考考核标标准。。在空冷冷凝汽汽器设设计气气温下下，维维持汽汽轮机机排汽汽量和和冷却却空气气量不不变时时，只只有设设计更更为合合理的的空冷冷凝汽汽器翅翅片管管结构构参数数，更更为有有效的的管束束布置置方式式，才才能更更加合合理的的组织织冷却却空气气的流流场和和温度度场，，从而而改善善空气气速度度场和和温度度场的的协同同性，，强化化空气气对流流换热热，提提高空空冷凝凝汽器器的传传热性性能。。结论建立了了凝汽汽器压压力与与汽轮轮机排排汽量量、冷冷却空空气流流量、、凝汽汽器传传热系系数、、凝汽汽器总总传热热面积积以及及环境境温度度之间间的关关系，，分析析了各各因素素对凝凝汽器器性能能的影影响规规律。。凝结蒸蒸汽量量和凝凝汽器器压力力的空空冷凝凝汽器器性能能考核核标准准，仅仅仅考考虑空空冷凝凝汽器器的传传热能能力，，可能能导致致空冷冷凝汽汽器传传热面面积过过大，，空冷冷系统统投资资增加加。对空冷冷凝汽汽器进进行性性能评评价，，除了了考核核空冷冷凝汽汽器传传热能能力，，还需需测定定凝汽汽器传传热系系数，，以传传热系系数设设计保保证值值做为为直接接空冷冷凝汽汽器性性能考考核的的补充充指标标。以以传热热强化化，减减少传传热面面积做做为直直接空空冷凝凝汽器器设计计的原原则。。请批评评指正正谢谢第二届届空冷冷技术术研讨讨会，，中国国包包头头，2006谢谢