660MW超临界燃煤机组凝汽器端差控制浅析

(整期优先)网络出版时间:2023-03-14
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660MW超临界燃煤机组凝汽器端差控制浅析

俞振峰

浙江浙能兰溪发电有限责任公司,浙江省兰溪市 321100

原标题:空预器差压升高在线升温处理

摘要:凝汽器端差是反映凝气式汽轮机换热效果的指标,直接影响凝汽器真空,进而影响整个机组的经济性。目前国内电力市场竞争激烈,如何保证机组高效、经济、稳定地运行,是摆在我们面前值得分析、研究和探索的问题,基于此,本文阐述了凝汽器端差值的意义,通过分析凝汽器端差的影响因素,研究了降低凝汽器端差的措施,希望能够有效地降低凝汽器的端差。

关键词:凝汽器;端差;优化控制


0 引言

凝汽器是凝汽式汽轮机中的重要组成部分,其运行直接影响着机组的经济性和运行的可靠性。凝汽器的重要经济指标主要包含凝汽器的真空度、凝结水的过冷度以及凝结水的含氧量。其中,凝汽器的真空度是凝汽器工作特性的重要指标,直接影响着汽轮机运行的经济性和安全性。同时凝汽器端差很大程度上影响着真空度,相关人员必须认真分析凝汽器端差,实现机组运行的安全性和经济性。

凝汽器端差,是指凝汽器排气压力下的饱和水温度与凝汽器冷却水出口温度之差。凝汽器端差是衡量凝汽器性能的重要参数,是反映凝汽器性能、真空严密性和循环水系统工作情况的性能指标。

1 设备情况概述

浙能兰溪发电有限责任公司660MW燃煤机组配置N-37000型双背压、双壳体凝汽器。凝汽器的主要技术指标如下表:

型式

双背压、双壳体、N-37000

布置方式

横向布置、单流程;从机头向发电机看,从右侧抽冷却管

数量

2

总冷却面积(m2

37000

凝汽器主管束管径(mm)

Ф25×0.592

凝汽器管束有效长度(mm)

12261

循环水设计水温(℃)

23

循环水最高水温(℃)

34

循环倍率

60

冷却水量(m3/s)

20

冷却管内水流速(m/s)

2.3

出口凝结水含氧量(μg/L)

≤20

清洁系数

0.85

冷却水工作压力(MPa)

0.35

额定背压(kPa(a))

5/6(冷却水温23℃)

凝汽器设计工况水阻(kPa)

74.5/72

循环水温升(℃)

9

出口凝结水过冷度(℃)

≤0.5

设计端差(LP/HP)(℃)

6.14/5.27

2 影响凝汽器端差主要因素:

1、冷却水温度。循环水温度升高,造成凝汽器冷却水出口温度升高。

2、机组负荷、凝汽器单位面积热负荷影响。

3、凝汽器钛管汽侧、水侧的洁净度,钛管结垢会使换热效果变差。

4、凝汽器汽侧漏空气,增大传热热阻。

5、循环水量、流速变化。

6、凝汽器水位过高,淹没部分管束,减少换热面积。

3 凝汽器端差调整过程

根据上述存在的问题,制定凝汽器端差优化对策,在保证设备安全运行的基础上提高经济性。

3.1减少凝汽器热负荷

根据传热学原理,热负荷增加凝汽器的性能会下降,端差不断变大,在循环水流量和传热系数不变的条件下,端差与凝汽器负荷成正比。

3.1.1减少疏水阀内漏

机组正常运行中,部分疏水阀内漏,进入凝汽器的热汽、热水增加,从而增大了凝汽器的热负荷,使凝汽器端差增大。为了减少凝汽器热负荷,主要进行了机组通往凝汽器疏水阀内漏的排查处理。特别是高中压主汽阀及调阀上、下阀座疏水的内漏治理,机组正常运行中无法处理时,出具技术通知单及时关闭这些内漏阀门。

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图一:#1机组技术通知单

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图二:#2机组技术通知单

3.1.2 提高高、低加水位测量准确性

机组正常运行中,若高、低加事故疏水阀开启时,进入凝汽器热负荷急剧增大,此时凝汽器端差急剧增大。因此高、低加水位测量准确性尤为重要。

机组正常运行中,高低加水位计改造等方式,合理设置高、低加汽侧水位,尽量减少事故疏水的开启次数。

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图三、高加水位计改型异动

3.2增加冷却水流量、流速

凝汽器内部主要以对流换热为主,循环冷却水流速、流量越大,换热效果越强。

运行部出台《循环水经济运行规定》,根据机组最佳真空的设定,规定了各种工况下循泵的运行组合方式。

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图四、循环水泵经济运行规定

3.3控制凝汽器水位,严格执行凝汽器真空严密性试验。

机组运行中严格控制凝汽器汽侧水位,防止因凝汽器水位过高,淹没部分管束,减少换热面积,使凝汽器端差增大。严格执行凝汽器真空严密性试验,发现真空下降速率大于0.13kPa/min,立即对真空系统进行排查,出台运行操作票《凝汽器真空系统排查表》予以规范。

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图五、凝汽器真空严密性检查表

3.4提高凝汽器钛管表面洁净度

凝汽器清洁系数越小,凝汽器钛管表面越脏,凝汽器的传热系统就变小,端差变大。运行中主要采取的措施:

3.4.1 运行中按要求投入胶球清洗装置,每月收球,发现少球后及时加球。

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图六、凝汽器胶球记录台账

3.4.2保证循环水水质各项指标合格,循环水监测装置按要求投入并定期检查,及时更换挂片,维持水温在规定范围,确保能及时反应凝汽器结垢情况。

3.4.3安排各机组检修时进行凝汽器热井及循环水管束清洗,保证钛管表面清洁度。

4 成果分析及效果验收

凝汽器端差控制的过高或者过低均对机组经济性有着较大的影响。通过上述具体技术措施的实施,兰溪电厂各机组近三年凝汽器端差分别为2.88℃、2.68℃、2.41℃,与设计值5.27℃相比,指标控制得较为合理。

5经济效益

根据相关研究表明,凝汽器端差每上升1℃,影响凝汽器真空0.2kPa左右,机组煤耗将上升0.6g/kW·h。

0.6×2.62/4=0.39g/kW·h

因此,兰溪电厂凝汽器端差控制的较为合理,相较设计值降低约2.62℃左右,在不影响循泵电耗,凝汽器真空、过冷度的前提下,每台机节省煤耗0.39g/kW·h。

6 结束语

经过以上分析,我们总结出凝汽器端差是影响机组经济性的重要因素,通过上述手段的设备改造及运行中的调整,兰溪电厂凝汽器端差控制的较为合理,经济效益较为显著,为同类电厂控制凝汽器端差提供了较为宝贵经验。

参考文献:

[1]陈 振.凝汽器端差偏高原因及应对措施[J].机电产品开发与创新,2017,30(05):35~36.

[2]660MW 超临界机组集控运行规程.