Page 90 - 电力与能源2023年第五期
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512 周顺利,等:使用凝汽器清洁因子在线监视并优化循环水运行的研究
由 表 1 可 见 ,此 电 厂 循 环 水 的 补 水 为 高 碱 来分析数据和判断系统状态。
度、高硬度水质。经冷却塔系统的浓缩后,循环 凝汽器工作时,端差是重要的性能指标。凝
水的碱度、硬度会更高,水系统的结垢趋势明显。 汽器端差是指汽轮机背压下饱和温度与凝汽器出
为了控制循环水结垢,此电厂投入了石灰系统、 口循环水温度的差值,即:
加酸系统,但也只能维持循环水系统在两倍浓缩 δt = t s - t w2 (1)
下 运 行 。 电 厂 每 1~2 年 停 机 检 修 时 ,都 会 打 开 式中 δt——端差,℃; t s——凝汽器压力对应的
凝汽器进行人工清洗。清洗后凝汽器真空度有 饱 和 温 度 ,℃ ;t w2—— 凝 汽 器 出 口 处 循 环 水 温
明显上升,这表明凝汽器中也有结垢发生,影响 度,℃。
了换热效率。 凝汽器总体传热系数,是凝汽器重要的设计
除了结垢外,其他循环冷却水的运行问题也 指标,反映了凝汽器工作时的换热能力 [5-6] :
Δt + δt
会直接或间接降低凝汽器的运行效率。 C p × D w
K = A ln δt (2)
(1)微生物滋生:当杀菌剂投加不足时,循环
式中 K——凝汽器总平均传热系数,W·m ·k ;
-2
-1
水中的微生物会迅速滋生。特别是在夏天,24 h
C p——循环水定压比热,取为 4. 187 kJ·kg ·℃ ;
-1
-1
内水中即可出现明显的微生物黏膜。这些微生物
D w——循环水流量,kg·s ;A——凝汽器总传热
-1
黏膜除了会影响冷却塔效率外,还会在凝汽器等
2
面积,m ; ∆t——循环水流经凝汽器后温度的升高
水流速缓慢的地方沉积,并积累形成污垢,影响凝
值,℃。
汽器的换热效率。
当凝汽器没有工作在最佳工况,或因为内部
(2)供水量:电厂循环水系统一般配有多台循
结垢等原因效率降低时,端差会降低,实际总传热
环泵,可以随热负荷的高低启动一台或多台循环
系数会降低。
泵。供水量会显著影响凝汽器的换热效果。
同等工况下,实际总传热系数 K d 与设计总传
(3)循环冷却水供水温度:冷却端差对循环水
热系数 K e 的比值,即清洁因子,反映了凝汽器效
量的影响是巨大的。因为季节或水处理问题的原
率的变化情况:
因,如果冷却塔的冷却效果未达到设计值,要保持
K d
C = × 100% (3)
系统设计的排气压力,必须加大循环水量,否则真
K e
空度会受到影响,系统的效率下降。 利用现有的凝汽器在线检测仪表提供的数
由此可见,循环水的水量、水温、结垢、微生物 据,通过软件平台实现自动计算凝汽器的传热系
控制等多种因素都会影响凝汽器的真空度,进而 数 K 及清洁因子 C 等关键参数,并通过自动图表
影响发电效率 。如何从凝汽器的运行状态及时 的方式展现出与凝汽器冷端效率密切相关的关键
[4]
发现系统问题,就成了一个极具挑战性和经济性 参数的趋势信息,以优化凝汽器冷端效能。
的课题。 该方法的特点具体如下。
(1)引入传热系统和清洁因子等参数可以尽
2 凝汽器冷端能效表征
量减少凝汽器冷端效能分析受系统负荷、水温、水
目前电厂常见的凝汽器效果检测项目有冷却 流速等运行因素的影响,更容易反映凝汽器传热
水温升、凝汽器真空度、端差、压差等。这些内容 效率的变化情况。
的检测是非常必要的,但存在以下不足。 (2)在系统初始配置完成后,后续数据采集、
(1)发电负荷、水温、冷却水流量、抽气设备运 计算和展示可以自动进行,数据展示自动化、图表
行工况等因素会同时影响凝汽器的工作效率,难 化,便于管理。
以发现冷却水侧结垢问题。 (3)配合电厂数字化系统管理系统,串联起循
(2)需要人工手动整理数据并花费大量时间 环水系统管理和凝汽器冷端效能管理两大功能,