通过端差分析查找凝汽器真空值偏低原因

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1、通过端差分析查找凝汽器真空值偏低原因【摘要】某电厂1#、2#机组自投运以来凝汽器冷端真空值一直偏低。对此，工作人员从凝汽器真空的物理定义入手，通过对能反映凝汽器性能指标的参数传热端差进行分析后认为，导致该厂1#、2#机组凝汽器真空值偏低的主要原因是真空泵入口逆止阀弹簧弹力过大所致。【关键词】凝汽器；端差；逆止阀1凝汽器真空的物理定义某电厂1#、2#机组自投运以来凝汽器冷端真空值一直偏低，比设计值低～，造成供电煤耗高达，这严重影响了1#、2#机组运行的经济性与可靠性。为此，查找凝汽器真空值偏低的原因

2、是提高该电厂机组经济运行的一项重要举措。然而，要查找凝汽器真空低的原因，首先需要从凝汽器真空的物理定义入手。而汽轮机凝汽器真空的物理定义为当地大气压减去凝汽器排汽压力，即为凝汽器真空值。因而可见，凝汽器真空值与凝汽器排汽压力紧密相连，而凝汽器排汽压力是根据凝汽器排汽温度来确定的。若凝汽器循环水入口水温为，出口水温为，凝汽器传热端差为，则排汽温度如式(1)所示：=++(1)根据上式(1)由水蒸汽热力性质表查出排汽温度对应下的饱和压力，亦凝汽器排汽压力。由式(1)可知，凝汽器排汽温度由凝汽器循环水入口

3、水温、冷却水温升和传热端差决定。又因排汽压力是排汽温度单值函数，所以=（，，）（2）式(2)说明，自变量、、的数值越小，应变量和与之相对应排汽温度也越小，凝汽器真空值就越高。通过对上述凝汽器真空物理定义的分析知，要提高凝汽器真空值应当从循环水入口水温、冷却水温升和端差三个特性参数入手分析，以找到提高真空值的有效措施。2通过端差分析凝汽器真空值的意义2.1通过对凝汽器进口冷却水温的分析由式（1）可知，循环水入口水温直接影响凝汽器排汽温度，且越高，凝汽器排汽温度就越高，排汽压力越大，凝汽器真空越低。但

4、是，循环水入口水温是与冷却塔淋水填料层的维护、冷却塔喷嘴疏通、电厂位置、环境等因素有关的量，所以该量不能表征凝汽器性能的优劣。只能在利用检修期间对水池底部淤泥、杂物进行清理，对冷却塔淋水填料层、冷却塔喷嘴进行相应维护以提高循环冷却水回水在冷却塔内的散热效果来降低回水温度。2.2通过对凝汽器进出口温升的分析【1】冷却水温升是指凝汽器出口水温与入口水温之差，根据凝汽器热力平衡关系，可得出关系式(3)及衍生出冷却水温升式(4)==(3)====(4)式中，为凝汽器热负荷，为凝汽器蒸汽负荷（即汽轮机的排汽

5、量），为汽轮机排汽比焓，为凝结水比焓，为总传热系数，为对数平均温差，为冷却面积，为循环水流量，为冷却水出口温度，为冷却水进口温度，为端差，为凝汽器倍率。为低压缸排汽在凝汽器内凝结比焓降，机组运行时，该值变化很小，通常约为，在计算中认为恒定不变；为凝汽器倍率，在设计选型时就已定，其值范围一般在之间；为冷却水定压比热容，其值在机组运行时，基本保持不变。因此，由(4)可知，当、、为定值或变化很小时，冷却水温升也变化不大，所以凝汽器冷却水温升也不能作为反映凝汽器性能的指标。2.3通过对凝汽器传热端差的分析

6、由上述可知，循环水入口水温与冷却水温升分别与自然条件和设计有关，在运行过程中可改变的余量不大。因而，均不能作为反映凝汽器性能的指标，也亦通过、提高凝汽器真空值的潜力有限。而传热端差集中反映了凝汽器热交换性能、真空密闭性。所以，通过分析影响凝汽器端差的因素入手，来提高凝汽器真空具有重要意义。3通过端差分析凝汽器真空低的原因根据式(3)、式(4)及下式(5)凝汽器传热过程中的对数平均温差，推导出凝汽器端差的数学表达式(6)==（5）=（6）通过式(4)知，在设计选定后，凝汽器冷却水温升在运行过程中一般

7、变化不大。而通过循环水流量改变端差，继而改变真空，是需要对循环水泵运行方式及运行经济性进行综合考量后确定的。因此，由式(6)知，通过端差查找凝汽器真空值偏低的原因最有效的切入点就是传热系数，亦端差随传热系数的增大而减小，从而将使凝汽器真空增大。而通过传热系数查找真空值偏低的原因就得从凝汽器换热铜管的气侧换热热阻与水侧换热热阻入手。3.1通过对凝汽器换热铜管水侧换热热阻的查找该电厂凝汽器换热铜管束材质为黄铜，其传热系数为55~65；查阅有关资料数据显示水垢传热系数为0.5~1.0、微生物污染层传热系

8、数为0.05；通过以上数据数量级大小对比分析可知，水垢热阻是黄铜的100倍左右，微生物污染层热阻是黄铜的1000倍左右【2】。因此，在凝汽器换热铜管内壁，即使存在很少的污垢热阻，将足以使换热铜管的导热热阻忽略不计，使传热系数降低、端差增大、凝汽器排汽温度增大，真空下降。该电厂为减小凝汽器换热铜管水侧换热热阻采取以下处理方案：(1)为减少凝汽器水侧污垢热阻，提高传热效果，该厂每日定期投用胶球在线清洗装置对凝汽器换热铜管水侧进行在线清洗以清除铜管污泥，投用胶球清洗装置后，收球率达到95