專利名稱：基于tepee兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法，屬于火電發(fā)電機組技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷端優(yōu)化的核心參數(shù)中最重要的是汽輪機背壓，汽輪機設(shè)計的年均額定背壓值的選擇直接關(guān)系到整個發(fā)電機組的經(jīng)濟性、合理性和優(yōu)化結(jié)果。循環(huán)冷卻水進入凝汽器，使得汽輪機末端排汽冷凝成凝結(jié)水，以建立和維持汽輪機末端的真空，從而穩(wěn)定汽輪機的運轉(zhuǎn)來帶動發(fā)電機發(fā)電。對于每臺機組，汽輪機的每一個額定設(shè)計背壓值都對應(yīng)一個額定出力的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)，也就是說，額定設(shè)計背壓值確定后，額定出力時的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)是一個定值(對每個汽輪機廠家而言)。當額定設(shè)計背壓改變時，額定出力時的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)將改變，同時為了維持額定背壓，冷端(如循環(huán)水量、凝汽器面積和冷卻塔等)都將發(fā)生改變。當額定熱耗和額定汽耗改變時，煤耗也將改變，相應(yīng)的鍋爐本體及配套設(shè)備、汽輪機本體及配套設(shè)備、上煤除灰及除鹽水均會發(fā)生變化。所以說汽輪機設(shè)計的年均額定背壓是冷端優(yōu)化參數(shù)中核心的核心。凝汽器壓力是機組運行中的一個重要參數(shù)，不論在凝汽器的熱力設(shè)計中還是在汽輪機冷端設(shè)備運行時，都要求凝汽器壓力有一個最佳值。凝汽器壓力對機組的出力影響較大，凝汽器壓力減小，機組功率增加；凝汽器壓力增加，機組功率下降。由于早期的技術(shù)水平所限和投資的控制，舊式凝汽器管束設(shè)計(如卵狀或向心排管方式)沒有采用計算優(yōu)化和流場模擬，僅以傳統(tǒng)經(jīng)驗來排列管束。這種排列方式汽阻大，管束局部有渦流現(xiàn)象，易引發(fā)管束發(fā)生振動，加速冷卻管的損壞；同時造成整個管束熱負荷分布不均，導致總體傳熱系數(shù)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種方法設(shè)計合理、汽阻小、無渦流現(xiàn)象、熱負荷分布均勻的基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法，其優(yōu)化步驟是
a、通過試驗診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴密性情況、凝汽器特性曲線、運行真空與設(shè)計真空差距、冷卻管殼側(cè)換熱效果、冷卻管內(nèi)結(jié)垢情況等試驗結(jié)果；
b、通過計算得出機組運行的軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力參數(shù)；
C、采用計算優(yōu)化和流場模擬，將凝汽器冷卻管束布置為兩山峰形的形式；
d、改善循環(huán)水的水質(zhì)；
e、將水室內(nèi)壁采用圓滑設(shè)計，完成火電機組冷端優(yōu)化。本發(fā)明同已有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和特點本發(fā)明的排管方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，汽阻小，管束中無渦流現(xiàn)象，冷卻管不易損壞，壽命長；同時造成整個管束熱負荷分布均勻，因而總體傳熱系數(shù)提高。


圖I為背景技術(shù)的管束結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明TEPEE兩山峰形管束的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為TEPEE兩山峰形管束的速度矢量圖。圖4為TEPEE兩山峰形管束的傳熱系數(shù)分布圖。圖5為TEPEE兩山峰形管束的空氣濃度分布圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。實施例I :
本發(fā)明的基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法，通過試驗診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴密性情況、凝汽器特性曲線、運行真空與設(shè)計真空差距、冷卻管殼側(cè)換熱效果、冷卻管內(nèi)結(jié)垢情況等試驗結(jié)果，同時可得出機組運行可待優(yōu)化的參數(shù)，如軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力等。采用計算優(yōu)化和流場模擬，將凝汽器冷卻管束布置為如圖2所示的兩山峰形的形式。同時改善循環(huán)水的水質(zhì)，將水室內(nèi)壁采用圓滑設(shè)計，從而完成火電機組冷端優(yōu)化。本發(fā)明解決機組真空度低的問題，在機組初參數(shù)一定的條件下，凝汽器壓力與機組負荷、循環(huán)水溫度及流量有著密切的關(guān)系。在機組負荷和循環(huán)水溫度一定的條件下，機組凝汽器壓力隨循環(huán)水流量的改變而改變，而循環(huán)水流量的變化直接影響循環(huán)水泵的耗功。 增加循環(huán)水泵運行數(shù)量或者增大循環(huán)水泵的葉片角度能夠增加循環(huán)水泵的流量，可使機組背壓降低，機組出力增加，但循環(huán)水泵的耗功也同時增加，當循環(huán)水流量增加過大，將可能使循環(huán)水泵的耗功增加值而將機組出力的增加值相抵消。因此，在一定的循環(huán)水流量下，汽輪機功率的增量與循環(huán)水量增加所引起的循環(huán)水泵耗功量之差有極大值，此時的凝汽器壓力即稱為凝汽器最佳壓力，相應(yīng)的循環(huán)水量或者葉片角度也為最佳值。汽輪機冷端優(yōu)化一方面是在凝汽器熱力設(shè)計時，在汽輪機的排汽量、排汽焓即汽輪機的熱力特性確定后，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定凝汽器壓力、冷卻面積、冷卻水量的最佳值；另一方面是在汽輪機冷端設(shè)備已經(jīng)確定的條件下，通過試驗的方法來確定機組在某一定負荷和一定的循環(huán)水進口溫度下，凝汽器的最佳壓力、最佳循環(huán)水量及循環(huán)水泵的最佳運行方式。汽輪機組冷端系統(tǒng)優(yōu)化運行是一項節(jié)能降耗顯著的應(yīng)用技術(shù)，投入資金量少、施工技改周期短，見效收益快。進行冷端系統(tǒng)優(yōu)化，對提高凝汽器運行真空，實現(xiàn)電廠節(jié)能降耗有十分重要的意義。如圖3至圖5所示，本發(fā)明的TEPEE兩山峰形管束形式，在速度矢量、傳熱系數(shù)分布、空氣濃度分布的情況均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。應(yīng)用實例。某機組凝汽器為單殼體、雙流程、水平轉(zhuǎn)向表面式凝汽器，型號為DTP/N-18000-I。在保持原凝汽器殼體不變的情況下，采用一種基于凝汽器管束布置的TEPEE兩山峰形管束冷端綜合優(yōu)化方法改造后，在設(shè)計冷卻水進口溫度和流量，以及凝汽器熱負荷相同的條件下，凝汽器壓力下降I. 69kPa，考慮到機組負荷率等實際運行因素，凝汽器真空平均提高約 I. 2kPa。通常凝汽器壓力下降lkPa，汽輪機的煤耗率約降低O. 7 % O. 9%，則該機組煤耗率可下降約3 g/ (kff · h)。此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其配方、工藝所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護范圍，任何熟悉該項技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法，其優(yōu)化步驟是a、通過試驗診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴密性情況、凝汽器特性曲線、運行真空與設(shè)計真空差距、冷卻管殼側(cè)換熱效果、冷卻管內(nèi)結(jié)垢情況等試驗結(jié)果；b、通過計算得出機組運行的軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力參數(shù)；C、采用計算優(yōu)化和流場模擬，將凝汽器冷卻管束布置為兩山峰形的形式；d、改善循環(huán)水的水質(zhì)；e、將水室內(nèi)壁采用圓滑設(shè)計，完成火電機組冷端優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于TEPEE兩山峰形管束的火電機組冷端優(yōu)化方法，屬于火電發(fā)電機組技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過試驗診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴密性情況、凝汽器特性曲線、運行真空與設(shè)計真空差距、冷卻管殼側(cè)換熱效果、冷卻管內(nèi)結(jié)垢情況等試驗結(jié)果，同時可得出機組運行可待優(yōu)化的參數(shù)，如軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力等，采用兩山峰形凝汽器冷卻管束結(jié)構(gòu)，改善循環(huán)水的水質(zhì)將水室內(nèi)壁采用圓滑設(shè)計，完成火電機組冷端優(yōu)化。本發(fā)明具有汽阻小、無渦流現(xiàn)象、熱負荷分布均勻的優(yōu)點。
文檔編號F01D25/32GK102588018SQ20121007040
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月17日
發(fā)明者常浩, 王寶玉, 趙玉柱, 郭佳雷 申請人:華電電力科學研究院