火电空冷会议论文-直接空冷机组排汽管道系统阻力测试分析

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1、第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集直接空冷机组排汽管道系统阻力测试分析石志奎　惠　超　郭晓克（东北电力设计院　吉林　长春　130021）【摘要】针对目前直接空冷机组排汽管道系统大多配置排汽装置，因其阻力大、影响机组运行经济性等问题，根据两个典型机组的实际现场测试结果进行分析提出了改进措施：建议排汽管道系统取消排汽装置。【关键词】直接空冷　排汽装置　排汽管道系统　排汽管道　阻力0　前言近年来，在我国的三北地区相继建设了一大批大中容量的直接空冷汽轮发电机组，设计时为了简化汽水系统（包括管道和设备），

2、减少排汽管道对低压缸排汽口的推力，大多增设了带除氧功能的排汽装置。其优点是系统简化，除氧效果好。直接空冷机组排汽管道系统的作用是将汽轮机做功后的乏汽送至空冷平台上的各列凝汽器，排汽管道系统包括排汽装置（如果有）、排汽管道、管件和阀门。而排汽管道仅仅是排汽装置出口至空冷凝汽器入口之间的圆形管道（包括管件和阀门），如果不设排汽装置，排汽管道就是低压缸排汽口至空冷凝汽器入口之间的圆形管道。对于高位布置的排汽管道，整个排汽管道由主水平管道、主垂直管道水平分配管道，上升直管等组成。对于600MW空冷机组其排汽管道

3、大多采用高位布置，少量采用树型（或叫V型）布置。本文仅对600MW等级直接空冷机组排汽管道系统进行探讨。1　排汽管道系统阻力计算方法排汽管道系统阻力计算方法通常采用数值模拟的方法借助CFD（计算流体动力学）软件进行计算，根据计算结果提供最终全参数的数据分析，给出能够为工程设计提供依据的研究结论，提出排汽管道在各种工况下的总压降和典型管件的阻力系数，给出管道中各阻力构件的沿程阻力系数和局部阻力系数。排汽管道内的流体流动过程是有一定含液量的汽液两相流动，通过数值模拟计算结果，得到阻力系数与管道结构、流体物性

4、以及流动状态的关系，然后采用与单相流体阻力计算相似的计算方法可以计算实际排汽管道的压降。摩擦阻力计算方法（1）135第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集局部阻力计算（2）式中：—摩擦压力损失和局部阻力损失，Pa；—摩擦阻力系数和局部阻力系数；通过数值模拟的方法获得;l，d—管段长度和管子直径，m；为混合流体的平均密度，；为截面含液率；在排汽管道内，液相的密度远大于汽相，但是含液率却很低（一般小于10%），所以液滴所占据的面积份额非常小，含液率为8%时，截面含液率在1x10-4的范围内，因此完全可以

5、忽略不计，可以认为混合物的密度为湿蒸汽的密度。由数模实验可以得出排汽管道各个局部构件的局部阻力系数，按照公式（1）或公式（2）结合实际排汽管道的参数即可计算出实际排汽管道的各个部分压降。2　排汽管道系统阻力测试为了深入掌握排汽管道系统的实际运行阻力情况，现收集了两个运行电厂的实测值。根据现有的实测值进行分析研究。其中A电厂测试范围是整个排汽管道系统，B电厂测试范围仅是排汽装置及其之后的汇流对称Y型三通。2.1　某A电厂排汽管道阻力现场测试记录某投产A电厂汽轮机为660MW超临界、一次中间再热、单轴、两缸

6、（高中压合缸和一个低压缸）两排汽直接空冷凝汽式汽轮机，型号为NZK660-24.5/566/566-2，由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造，汽轮机技术规范见表2.1.1，排汽装置技术规范见表2.1.2。为了掌握排汽装置和排汽管道的实际运行性能，该电厂决定对其汽轮机排汽装置和排汽管道进行性能试验。处理后的测试数据列表于表2.1.3。在排汽装置压损计算中，低压缸排汽压力为性能试验测点，排汽装置出口压力为DCS测点。排汽装置压损=低压缸排汽压力─排汽装置出口压力。表2.1.1　A电厂汽轮机技术规范名称单位设计数

7、据型号NZK660-24.5/566/566-2型式超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式T－MCR工况汽轮机排汽压力KPa16135第七届全国火电空冷机组技术交流研讨会论文集汽轮机发电机组功率MW699.4603汽轮机排汽量t/h1330.79排汽焓kJ/kg2449.3表2.1.2　A电厂排汽装置参数如下：名称单位设计值进汽口尺寸mm7074×7530排汽口尺寸mm2XΦ6020×20凝结水箱尺寸mm9900×13030正常水位mm1200高一水位mm1400高二水位mm报警水位16

8、00低一水位mm1000低二水位mm800表2.1.3　A电厂处理后的测试数据试验参数单位TMCR工况低压缸排汽压力1kPa17.206低压缸排汽压力2kPa17.169排汽装置出口压力(DCS测点)kPa16.350凝汽器#1排进口压力kPa14.969凝汽器#3排进口压力kPa14.795凝汽器#1排联箱压力(#6逆流风机位置)kPa15.260低压缸排汽压力平均值kPa17.188凝汽器进口压力平均值kPa14.882排汽装置压降kP