某机组凝汽器压力影响因素分析

刘忠源 自平洋

摘 要：凝汽器压力作为核心的机组经济性评价指标，受多个设备、多因素的耦合影响，因此，只有对凝汽器各参数的进行详细分析，才可以定性的了解凝汽器性能优化的关键所在。计算单个因素对凝汽器真空影响需要进行变量控制，通过对凝汽器循环倍率，进入凝汽器蒸汽量及凝汽器清洁系数的定量分析，找到制约凝汽器真空度的关键因素，对机组性能优化起到至关重要的作用。

关键词：凝汽器压力;循环倍率;蒸汽量;清洁系数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.138

1 引言

凝汽器压力是冷端系统经济运行的综合经济指标，往往作为一级经济指标来判断机组的经济性，并以此为基础进行性能优化和改造。由于维持凝汽器压力在某个范围内需要一定的循环水量，一定的抽气量，一定的凝结水流量，因此并非凝汽器压力越低，机组经济性越好，而是存在一个最佳真空度，当凝汽器压力从该值继续升高时，机组功率的减小量大于辅机电耗的减少量，当压力从该值继续降低时，机组功率的增加量小于辅机电耗的增加量。只有充分认识凝汽器压力的影响因素，才能在现场复杂的运行工况下，定量的分析和优化辅机系统，以达到节能降耗的目的。

2 凝汽器真空计算

该机组凝汽器为表面式凝汽器，凝汽器冷却水设计温度23.3℃，清洁系数0.85，汽侧容积750m3，冷却面积14300m2，循环水入口温度设为30℃，冷却管数为14728根，流程数为2，外径25mm，壁厚0.6mm，设计清洁系数0.85，材质为TP316L不锈钢，结构如图1所示。

主要计算公式如下：

凝汽器真空计算采取假设迭代法，已知汽机排汽量Dc，循环水进水温t1，循环水质量流量W，水比热容Cw，清洁系数0.85，假设凝汽器喉部饱和蒸汽温度为ts1，根据公式（1）-（3），可求得循环水出水温度t2。由公式（4）和（5）可求得凝汽器内饱和蒸汽温度ts2，通过调整ts1，可使得ts1和ts2的差值达到精度要求，再由公式（6）最终求得凝汽器压力P。

3 循环倍率的影响

循环倍率指进入凝汽器的循环水质量流量与汽机排汽质量流量的比，本文以汽轮机排蒸流量为135kg·s-1进行计算，循环倍率分别取60，58，56，54，52，50，48，水的比容取4187kJ·m-3·℃-1，循环水入口温度取30℃，清洁系数取0.85。

计算结果表明，随着循环倍率由48增至60，即循环水量由22000m3/h增加到27500m3/h，凝汽器压力由9.8kPa下降至8.6kPa，循环水出口温度由45.5℃下降到43℃，这是由于循环水质量流量的增大而进入凝汽器的蒸汽热量不变，循环水出口溫度降低了，凝汽器换热系数增大，端差下降，进而凝汽器真空度上升，机组出力增大。

4 汽机排汽量影响

汽机排汽量即进入凝汽器的蒸汽质量流量，为定量计算排气量的影响，循环倍率取为56，循环水入口温度取30℃，清洁系数取0.85，汽机排气量分别取135，130，125，120，115，110，105kg·s-1。

计算结果为，随着汽机排气量由105kg·s-1增加到135kg·s-1，凝汽器压力由8.33kPa增大到8.61kPa，同时，循环水出水温度基本保持不变。随着排气量的增大，进入凝汽器的蒸汽热量增加，由于循环倍率一定，因此进入凝汽器的循环水质量流量成比例增加，又由于凝汽器的整体换热系数增大，凝汽器循环水出水温度有所下降，但波动不大，又由于传热单元数增加，端差增大，进而导致凝汽器的蒸汽温度上升，凝汽器真空下降。

5 清洁系数影响

凝汽器清洁系数与循环水水质密切相关，随着机组运行时间的增加，凝汽器清洁系数会下降，为定量计算凝汽器清洁系数对凝汽器真空影响，汽机排气量取为135kg·s-1，循环倍率取为56，清洁系数分别取0.85，0.84，0.83，0.82，0.81，0.80，0.79。

计算结果表明，随着凝汽器清洁系数由0.79增大到0.85过程中，凝汽器压力由8.80kPa降至8.61kPa，循环水出口温度基本不变。凝汽器清洁系数增大，凝汽器的换热系数增大，由于循环倍率保持定值，因此随着换热系数增大，循环水出水温度有所上升，但波动不大，同时端差下降，即凝汽器性能提升，凝汽器蒸汽温度下降，真空度上升。

6 分析与结论

通过分析知，循环倍率对凝汽器真空有显著的影响，即增大循环倍率，凝汽器真空度增大，出水温度下降，与此同时，端差有所上升，凝汽器性能有所下降。循环倍率一定情况下，汽机排气量增大，即机组负荷增大，凝汽器循环水出水温度基本保持不变，端差上升，凝汽器真空度下降。循环倍率一定，凝汽器清洁系数增加，凝汽器循环水出水温度基本保持不变，端差下降，凝汽器性能提升，真空度增加。

循环倍率和清洁系数是制约凝汽器性能和真空度的关键指标，因此电厂在实际运行中应该根据实际情况制定合适的各季度循环倍率推荐运行值，并定期进行凝汽器进行胶球清洗，以保证凝汽器性能。

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作者简介：刘忠源（1971-），男，江苏常州人，大专，助理工程师，主要从事电厂检修和基建管理工作。