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,
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