1、文章編號:1671-0851(200103-0005-03電站直接空冷凝汽器變工況計算與特性分析高玉忠(中國電能成套設備有限公司,北京100011摘要:對電站直接空冷凝汽器變工況計算進行了研究,繪制了空冷凝汽器特性曲線,分析了迎面風速、環境氣溫、凝汽器熱負荷對空冷凝汽器性能的影響。關鍵詞:空冷凝汽器;變工況;特性曲線中圖分類號:TK 264.1+1文獻標識碼:AV ariable Condition C alculation and Features Analysisfor Direct Air Cooled Condenser of Pow er PlantG AO Yu zhong(Chi

2、na Power Complete Equipment Co.Ltd.,Beijing 100011,China Abstract :The performance of Air C ooled C ondenser (ACC was calculated and the characteristic curve was drawn in this paper.The in fluence of the frontal velocity of air ,the air temperature and the heat load of condenser on the performance o

3、f the air cooled condenser were als o analyzed.K ey w ords :air cooled condenser ;off design ;characteristic curve1概述電站直接空冷凝汽器是在額定工況下設計的,但是在運行中,空冷凝汽器的運行工況與設計工況差別很大。汽輪機負荷的變動、環境氣溫的變化、空氣流量的變化均會導致汽輪機背壓的波動,若處理不當,不僅會使汽輪機的真空偏離設計值以至引起汽輪機跳閘,在嚴寒的冬季還會引起凝結水的凍結,導致空冷器管束凍裂。特別是,直接空冷系統采用空氣作為冷卻介質,由于大氣晝夜溫差及一年間溫差可達6070

4、,因而空冷凝汽器長期處于變工況運行。空冷凝汽器的變工況性能直接影響空冷電站的可靠性與經濟性,同時空冷凝汽器變工況計算是進行風機群運行方式設計的基礎。因而空冷凝汽器變工況計算與特性線的繪制對指導運行、制定風機運行方式、評價空冷凝汽器性能有著重要意義,是空冷凝汽器設計中不可缺少的內容之一。2空冷凝汽器變工況計算方法空冷凝汽器變工況是指影響空冷凝汽器性能的某些因素偏離設計參數時空冷凝汽器壓力的變化,可以寫成如下函數形式:收稿日期:2001-04-25作者簡介:高玉忠(1970-,男,工程師,1992年畢業于哈爾濱工業大學熱力渦輪機專業,1995年獲哈爾濱工業大學工學碩士學位,現就職于中國電能成套設備

5、有限公司,數次參加國際國內招標工作。52001年9月第3期上海汽輪機SH AN GH AI T URBI NEP c =F (G W ,V F ,t A 1,A (1式中P c 空冷凝汽器壓力G W 空冷凝汽器凝汽流量V F 空冷凝汽器迎面風速T A 1空氣進口溫度A 空冷凝汽器表面積為便于分析,還可以寫成以下形式:P c =F (Q ,V F ,t A 1,A (2從式(1,(2可以看出,為在平面座標系中表示變工況特性,選擇Q (G W 、V F 、t A 1、A 中任意兩個為變量而保持另外兩個變量不變就可以得到一系列曲線,這些線稱為空冷凝汽器變工況特性線?？绽淠髯児r計算是通過熱平衡與

6、傳熱計算進行的?？绽淠骺梢砸暈橐粋扔邢嘧兊慕徊媪鳠峤粨Q器。在忽略熱量散失時,其熱平衡方程為:Q =G W (h ev -h ev =G A C P A (t A 2-t A 1(3式中h ev 排汽焓h ew 凝結水焓t A 1空氣進口溫度t A 2空氣出口溫度C P A 空氣定壓比熱傳熱方程:Q =K A t m(4式中K 傳熱系數,在變工況計算中應考慮V F ,t A 1對K 的影響t m 對數平均溫差由式(3(4得空氣溫升:t A =t A 2-t A 1=Q/(G A C P A (5令空冷凝汽器端差t WA =t S -t A 2(6式中t S 凝結水飽和溫度由式(3(6:t W

7、A =t Aexp K A G A C P A-1(7因而空冷凝汽器壓力P C 對應的飽和溫度t S 可以表示為:t S =t A 1+t A +t WA (8通常給出空冷凝汽器迎面風速而不是空氣流量,即G A =A V F A F(9式中A 空氣密度A F 迎風面積根椐以上(3(9式可以用來進行空冷凝汽器變工況計算和繪制特性曲線。3空冷凝汽器變工況特性分析3.1特性線的繪制本計算采用的設計參數為:汽輪機額定功率600MW ,空冷凝汽器熱負荷854MW ,空冷凝汽器壓力13kPa ,設計環境氣溫13,空冷凝汽器表面積1290000m 2。為便于分析與應用,現給出以下曲線,如圖1、2、3、4所示

8、。以下各圖配合使用就可以查得不同工況下的參數。同時,應用本文中的變工況計算方法得到的變工況特性線和國外同類機組的變工況特性線進行了比較。比較表明,本文中的變工況計算方法和國外數據較吻合,具有應用價值。3.2分析從以下各圖可以得到以下結論:(1從圖1看出,在不同的環境氣溫t A 1下,隨凝汽器熱負荷Q 的上升,凝汽器壓力P C 上升,真空惡化。當環境氣溫t A 1上升時,Q 隨P C 變化曲線變緩,環境氣溫t A 1升高時,隨凝汽器熱負荷Q 的增加,凝汽器壓力P C 上升加快,即真空惡化加速。(2從圖2看出,在不同的環境氣溫t A 1下,隨迎面風速V F 的上升,凝汽器壓力P C 下降。6電站直

9、接空冷凝汽器變工況計算與特性分析 圖1保持迎面風速V F ,總傳熱面積A 不變,給出環境氣溫t A 1,空冷凝汽器熱負荷Q 對空冷凝汽器壓力P C 的影響曲線 。圖2保持空冷凝汽器熱負荷Q ,總傳熱面積A 不變,給出迎面風速,環境氣溫t A 1對空冷凝汽器壓力P C 的影響曲線。(3從圖3看出,在不同的凝汽器熱負荷Q 下,隨迎面風速V F 的上升,凝汽器壓力P C下降。在低負荷時,當迎面風速大于設計風速時,增大迎面風速對凝汽器壓力P C 幾乎沒有影響。這說明在低負荷下增大迎面風速沒有意義。隨著凝汽器熱負荷Q 的上升,迎面風速V F 對凝汽器壓力P C 的影響越來越顯著 。圖3保持環境氣溫t A 1,總傳熱面積A 保持不變,給出迎面風速V F ,空冷凝汽器熱負荷Q 對空冷凝汽器壓力P C 的影響曲線。(4從圖4看出,在不同環境氣溫t A 1下,隨迎面風速V F 的上升,凝汽器熱負荷Q 上升。特別是在低溫時,增