專利名稱：基于tepee兩山峰形管束的火電機(jī)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(jī)組冷端優(yōu)化方法，屬于火電發(fā)電機(jī)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(jī)背壓，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的年均額定背壓值的選擇直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、合理性和優(yōu)化結(jié)果。循環(huán)冷卻水進(jìn)入凝汽器，使得汽輪機(jī)末端排汽冷凝成凝結(jié)水，以建立和維持汽輪機(jī)末端的真空，從而穩(wěn)定汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。對(duì)于每臺(tái)機(jī)組，汽輪機(jī)的每一個(gè)額定設(shè)計(jì)背壓值都對(duì)應(yīng)一個(gè)額定出力的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)，也就是說(shuō)，額定設(shè)計(jì)背壓值確定后，額定出力時(shí)的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)是一個(gè)定值(對(duì)每個(gè)汽輪機(jī)廠家而言)。當(dāng)額定設(shè)計(jì)背壓改變時(shí)，額定出力時(shí)的額定熱耗和額定排汽量(額定汽耗)將改變，同時(shí)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(dāng)額定熱耗和額定汽耗改變時(shí)，煤耗也將改變，相應(yīng)的鍋爐本體及配套設(shè)備、汽輪機(jī)本體及配套設(shè)備、上煤除灰及除鹽水均會(huì)發(fā)生變化。所以說(shuō)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)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(jī)組運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)，不論在凝汽器的熱力設(shè)計(jì)中還是在汽輪機(jī)冷端設(shè)備運(yùn)行時(shí)，都要求凝汽器壓力有一個(gè)最佳值。凝汽器壓力對(duì)機(jī)組的出力影響較大，凝汽器壓力減小，機(jī)組功率增加；凝汽器壓力增加，機(jī)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(jì)(如卵狀或向心排管方式)沒(méi)有采用計(jì)算優(yōu)化和流場(chǎng)模擬，僅以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)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(dòng)，加速冷卻管的損壞；同時(shí)造成整個(gè)管束熱負(fù)荷分布不均，導(dǎo)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(wèn)題是提供一種方法設(shè)計(jì)合理、汽阻小、無(wú)渦流現(xiàn)象、熱負(fù)荷分布均勻的基于TEPEE兩山峰形管束的火電機(jī)組冷端優(yōu)化方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)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(jī)組冷端優(yōu)化方法，其優(yōu)化步驟是
a、通過(guò)試驗(yàn)診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴(yán)密性情況、凝汽器特性曲線、運(yùn)行真空與設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)果；
b、通過(guò)計(jì)算得出機(jī)組運(yùn)行的軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力參數(shù)；
C、采用計(jì)算優(yōu)化和流場(chǎng)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(jì)，完成火電機(jī)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(diǎn)和特點(diǎn)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(wú)渦流現(xiàn)象，冷卻管不易損壞，壽命長(zhǎng)；同時(shí)造成整個(gè)管束熱負(fù)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(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例I :
本發(fā)明的基于TEPEE兩山峰形管束的火電機(jī)組冷端優(yōu)化方法，通過(guò)試驗(yàn)診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴(yán)密性情況、凝汽器特性曲線、運(yùn)行真空與設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)果，同時(shí)可得出機(jī)組運(yùn)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(jì)算優(yōu)化和流場(chǎng)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(shí)改善循環(huán)水的水質(zhì)，將水室內(nèi)壁采用圓滑設(shè)計(jì)，從而完成火電機(jī)組冷端優(yōu)化。本發(fā)明解決機(jī)組真空度低的問(wèn)題，在機(jī)組初參數(shù)一定的條件下，凝汽器壓力與機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水溫度及流量有著密切的關(guān)系。在機(jī)組負(fù)荷和循環(huán)水溫度一定的條件下，機(jī)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(yùn)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(jī)組背壓降低，機(jī)組出力增加，但循環(huán)水泵的耗功也同時(shí)增加，當(dāng)循環(huán)水流量增加過(guò)大，將可能使循環(huán)水泵的耗功增加值而將機(jī)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(jī)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(shí)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(jī)冷端優(yōu)化一方面是在凝汽器熱力設(shè)計(jì)時(shí)，在汽輪機(jī)的排汽量、排汽焓即汽輪機(jī)的熱力特性確定后，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jī)冷端設(shè)備已經(jīng)確定的條件下，通過(guò)試驗(yàn)的方法來(lái)確定機(jī)組在某一定負(fù)荷和一定的循環(huán)水進(jìn)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(yùn)行方式。汽輪機(jī)組冷端系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行是一項(xiàng)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(jìn)行冷端系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)提高凝汽器運(yùn)行真空，實(shí)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(shí)例。某機(jī)組凝汽器為單殼體、雙流程、水平轉(zhuǎn)向表面式凝汽器，型號(hào)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(jì)冷卻水進(jìn)口溫度和流量，以及凝汽器熱負(fù)荷相同的條件下，凝汽器壓力下降I. 69kPa，考慮到機(jī)組負(fù)荷率等實(shí)際運(yùn)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(jī)的煤耗率約降低O. 7 % O. 9%，則該機(jī)組煤耗率可下降約3 g/ (kff · h)。此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中所描述的具體實(shí)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(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)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(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)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(hù)范圍。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟悉該項(xiàng)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(dòng)與潤(rùn)飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于TEPEE兩山峰形管束的火電機(jī)組冷端優(yōu)化方法，其優(yōu)化步驟是a、通過(guò)試驗(yàn)診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴(yán)密性情況、凝汽器特性曲線、運(yùn)行真空與設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)果；b、通過(guò)計(jì)算得出機(jī)組運(yùn)行的軸封壓力、凝汽器水位、密封水壓力參數(shù)；C、采用計(jì)算優(yōu)化和流場(chǎng)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(jì)，完成火電機(jī)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(jī)組冷端優(yōu)化方法，屬于火電發(fā)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)試驗(yàn)診斷凝汽器性能參數(shù)，得出真空系統(tǒng)嚴(yán)密性情況、凝汽器特性曲線、運(yùn)行真空與設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)果，同時(shí)可得出機(jī)組運(yùn)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(jì)，完成火電機(jī)組冷端優(yōu)化。本發(fā)明具有汽阻小、無(wú)渦流現(xiàn)象、熱負(fù)荷分布均勻的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01D25/32GK102588018SQ20121007040
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:華電電力科學(xué)研究院