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多压凝汽器在200MW汽轮机组中的应用
发布时间:2011/4/16  阅读次数:2271  字体大小: 【】 【】【
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  各种方案三压凝汽器应用最优设计方法的计算数据列于表1。
t104-1.gif (11509 bytes)
图3 三压凝汽器的布置
(a)三壳体双流程纵向布置;(b)三壳体双流程横向布置;
(c)三壳体单流程横向布置;(d)三壳体单流程纵向布置;
(e)单壳体单流程纵向布置
4 200MW机组采用三压凝汽器的经济性计算与分析

  200MW机组采用三压凝汽器使汽轮机排汽压力降低,同时使凝汽器凝结水出口的比焓值增加,机组经济性提高的程度由回热系统详细计算确定。因排汽压力变化不大,仅考虑对最靠近凝汽器的汽封加热器和第末一级(8号)低压加热器的影响,表2为采用双流程三压凝汽器前后的热经济性参数比较表。从表2可以看出,热耗率降低了23.8kJ/(kW*h),机组热效率提高了0.12%。若全年运行7000小时,采用三压凝汽器每年可节约标煤1400吨。
表2 200MW机组采用双流程三压凝汽器前后的热经济性比较
项 目 热耗率
qo
kJ/(kW.h)
机 组
热效率
ηel
全 厂
热效率
ηcp
全厂热耗率
qcp
kJ/(kW.h)
标准煤耗率
bs
kg/(kW.h)
采用前 8393.6 0.4289 0.388 9278.36 0.317
采用后 8369.8 0.4301 0.3891 9252.12 0.316

  据表1,在冷却面积和单压凝汽器相同的条件下,双流程三压的经济性最好,平均压力降低了0.26kPa,单流程三压凝汽器次之,降低了0.13kPa,高压汽室对应的凝结水温为35.16℃,则可改善其经济性。把单流程单压凝汽器改为单流程三压凝汽器时,平均压力的降低较大,表1中两个算例均为0.36kPa。
  
5 采用多压凝汽器时应注意的问题

5.1 多压凝汽器的布置
  单压凝汽器的各种布置形式原则上都可以应用于多压凝汽器,其关键是要使冷却水依次流过压力顺次增大的各壳体或各汽室内的冷却管束。图3为200MW机组采用三压凝汽器的各种布置方案。单流程多压凝汽器的布置比双流程多压凝汽器的布置简单,设备成本较低,单壳体单流程纵向布置的多压凝汽器布置最简单,制造成本也最低。
5.2 隔压密封装置
  在单壳体单流程纵向布置的多压凝汽器中,将压力不同的汽室隔开并密封的隔压板是该凝汽器结构设计中的关键。各汽室之间压差一般为0.9~1.3kPa,任何隔压密封装置必须同时满足以下二个基本条件:一是使冷却管能顺利通过;二是维持汽室之间的压差,保证汽室间的密封。现在采用的隔压密封措施是液体密封法,其结构原理如图4所示。冷却管上凝结的水,在低压和高压汽室之间形成的压差推动下,以较低的速度连续地沿着冷却管从高压侧流向低压侧,使隔压板管孔与冷却管的间隙处始终充满着凝结水,从而起着密封的作用。隔压板管孔的高压侧应比低压侧稍高一些,其轴线形成4/1000的倾斜度。试验表明,隔压板越薄,凝结水阻力系数越大,因此不能靠增加隔压板厚度来增大阻力,一般隔压板厚度等于凝汽器普通支承隔板的厚度。液体密封的结构简单、加工容易、冷却管更换方便、密封可靠、费用少。  
t105-1.gif (3244 bytes)
1-隔压板;2-高压侧;3-冷却管;4和5-凝结水;6-低压侧
图4 液体密封法的结构原理
5.3 轴向推力的变化
  当汽轮机组用多压凝汽器代替单压凝汽器时,汽轮机轴向推力发生的变化,需详细计算。若轴向推力的变化在推力轴承或平衡活塞的承载范围内,则汽轮机结构无需改变,否则将要加大汽轮机承载轴向推力的能力,在机组设计时应考虑这个问题。对于200MW机组采用图3(a)、(b)、(d)、(e)所示的布置方式,由于中压汽室的压力近似为高压和低压汽室压力的平均值,所以轴向推力近似不变,汽轮机的结构可不作任何改变。
5.4 多压凝汽器变工况核算中的问题
  多压凝汽器特性曲线的计算就是变工况核算。把多压凝汽器的每个压力段都看成一个特殊的单压凝汽器,对每个压力室按单压凝汽器计算其特性曲线。国产200MW机组的变工况计算表明:在凝汽量减小和冷却水温增加时,效益更加明显;当冷却水温低到某一值时,多压凝汽器没有效益,机组功率增量为负,且转换点的温度随着冷却水量的增加而升高,这说明多压凝汽器在低冷却水温时没有优越性。此外,当循环水量较少时,多压凝汽器的压力变化较大;当冷却水温较高时,在最大排汽量(如140%的设计排汽量)时,多压凝汽器高压汽室压力一般较高,超过报警压力(真空度86.6kPa)。
  
6 结束语

  根据理论计算和国内外运行经验,采用多压凝汽器,在相同的冷却面积和冷却水流量的条件下,汽轮机平均排汽压力降低,机组热耗率降低。分析与计算表明对于新制造的国产200MW机组采用三压凝汽器是可行的,尤其是在南方高水温地区或采用冷水塔的电厂具有较好的经济效益;对于广泛运行的200MW机组,在条件成熟的情况下改造为混合型三压凝汽器也可以取得一定的经济效益。
作者单位:丁学俊 冯慧霞 华中理工大学
     胡平放 武汉城市建设学院
本文联系人 丁学俊 男 1962年生 430074武汉市
收稿日期 1998-07-06 
参考文献
 [1] 丁学俊.多压凝汽器的应用与最优设计.华东电力,1994.4.
 [2] 张卓澄.大型电站凝汽器.机械工业出版社,1993.3.
 [3] 哈尔滨汽轮机厂等.20万千瓦汽轮机的结构和运行,电力工业出版社,1980.7.
 [4] 徐贞禧.论200MW汽轮机全面技术改造.中国电力,1997.4
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