凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告.docx
《凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告
技术报告
项目名称北京首钢超群电力有限公司1#机组凝汽器安装自清洗装置前后热力性能试验报告
北京首钢超群电力有限公司
日期2006年7月24日
参加工作单位：
北京首钢超群电力有限公司
北京天地宽广科技发展有限公司
工作人员：
王大明、高刚、杜学忠、梁建国
朱常平、周军怀
项目负责人：
高刚
工作时间：
2006年5月10日至2006年7月19日
报告编写：
高刚、朱常平
审定：
杜学忠
批准：
顾顺波
北京首钢超群电力有限公司
1#机组凝汽器安装自清洗装置前后
热力性能试验报告
1项目来源
北京首钢超群电力有限公司1#机组在2006年5月份的大修中，由北京天地宽广科技发展有限公司对凝汽器进行了改造，安装了自清洗强化换热装置。
为评价1#机组凝汽器自清洗强化换热装置的运行效果，为机组运行提供依据，北京首钢超群电力有限公司对1#汽轮机组进行热力性能试验及凝汽器性能试验。
2试验目的
应首钢公司要求，对1#汽轮机组进行热力性能试验及凝汽器性能试验，测取有关热力参数及循环水系统的主要运行参数，评价凝汽器改造的效果，为机组经济运行提供依据。
3设备概述
3.1汽轮机技术规范
C60-8.83/1.27汽轮机主要技术规范：
调节方式：
喷嘴调节额定功率：
60MW
最大功率：
63MW主蒸汽流量：
373.29t/h
主蒸汽压力：
8.83MPa主蒸汽温度：
535℃
工业抽汽压力：
1.275MPa设计背压：
0.0061MPa
设计冷却进口水温：
20℃给水温度：
199.2℃
额定工业抽汽量：
200汽耗（抽/冷）：
6.219/3.709kg/kwh
热耗（抽/冷）：
5905/9723.6kj/kwh
3.2凝汽器技术规范
凝汽器为对分、双道制、表面式结构，冷却水从下部的两个接管口流入前水室，流经第一道的铜管进入后水室，转折后，经过第二道铜管进入前水室上部排出凝汽器。
其主要技术参数如下：
型号：
N-3500型型式：
单壳体双流程
冷却面积：
3500m2冷却水流量：
8455m3/h
冷却水温度：
20℃铜管尺寸：
Φ25×1×7170mm
铜管根数：
6280
4技术标准和规程规范
4.1技术标准：
汽轮机性能试验采用GB8117-87《电站汽轮机热力性能试验规程》；
4.2水和水蒸气性质表：
国际公式化委员会1967年工业用IFC方程。
5试验仪器、测点布置、试验项目及人员分工
5.1试验仪器
5.1.1试验采用现场仪表，试验基准流量以主蒸汽流量为准；
5.1.2压力采用现场经校验后的压力表、压力变送器测量；
5.1.3温度测点用现场经校验后的温度计、K型热电偶测量；
5.2测点布置
5.2.1主蒸汽压力采用机前的压力变送器测量，主蒸汽温度采用机前的K型热电偶测量，其数值从DCS取得；
5.2.3给水温度通过安装于主给水管道的K型热电偶测量，其数值从DCS取得；
5.2.4凝汽器热井、除氧器水箱水位变化量通过容器尺寸、试验持续时间及介质压力、温度换算成当量流量；
5.2.5其它测点采用现场测点测量，人工读数的方法进行采集。
5.3试验项目
5.3.11#改造前45MW（近似）下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验
5.3.21#改造后50MW（近似）下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验
5.3.32#55MW（近似）下汽轮机热力性能试验及凝汽器性能试验
5.4人员分工
试验现场指挥和协调：
北京首钢超群电力有限公司生产技术部、汽机车间
试验测点加装：
唐山电厂热工检修人员
试验运行工况和参数调整及系统隔离：
北京首钢超群电力有限公司汽机车间
当值运行人员
试验技术负责：
北京首钢超群电力有限公司
北京天地宽广科技发展有限公司
试验的数据处理、计算和分析：
北京首钢超群电力有限公司
6试验条件
6.1机组设备条件
6.1.1汽轮机、锅炉及凝汽器、循环水泵等辅助设备运行正常稳定、无异常泄漏；
6.1.2轴封系统运行良好；
6.1.3真空系统严密性符合要求；
6.1.4高压主汽调节阀应能够调整在试验规定的阀位上。
6.2系统条件
6.2.1试验热力系统应严格按照设计热平衡图所规定的热力循环运行并保持稳定；
6.2.2系统隔离符合试验要求，管道、阀门无异常泄漏，任何与设计所规定的热力循环无关的其它系统及进出流量都必须进行隔离，对在试验中无法隔离的流量应能够有办法进行测量，试验时系统不明漏量应控制在0.5%（含0.5%）以内。
以下是试验时必须隔离的典型系统和流量：
主蒸汽、抽汽系统各管道、阀门的疏水
主蒸汽的高、低压旁路及旁路减温水
加热器疏水旁路、疏水直排凝汽器及危急疏水
加热器给水、凝结水大小旁路及再循环
各加热器壳侧及水侧放水、放气
汽轮机辅助抽汽（厂用汽）
水和蒸汽取样
6.3运行条件
6.3.1汽轮机运行参数尽可能达到设计值并保持稳定，各主要测量值的平均值偏差及波动值不应超过下表规定的范围：
运行参数
试验工况平均值与设计工况的允许偏差
单个测量值与平均值之间的最大允许波动
主蒸汽压力
±3%
±0.25%
排汽压力
±2.5%
±1.0%
抽汽压力
±5.0%
抽汽流量
±5.0%
±5.0%
电功率
±0.25%
电压
±5.0%
功率因数
0.85～0.90
±1.0%
转速
±5.0%
±0.25%
6.3.2凝汽器热井及锅炉汽包水位维持恒定，除氧器水箱水位稳定变化，无波动；
6.3.3各加热器水位正常、稳定；
6.4仪表条件
6.4.1所有试验仪表校验合格，工作正常；
6.4.2测试系统安装及接线正确；
6.4.3数据采集系统设置正确，数据采集正常。
6.5在试验进行中，除影响机组安全的因素外，不得对机组设备及热力系统进行与试验无关的操作。
6.5试验过程
2006年5月～7月共进行了五个项目的热力性能试验、凝汽器性能试验及相关的数据采集工作
7试验数据分析、结论与建议
7.1试验数据处理
选取每一工况相对稳定的一段连续记录进行平均值计算，此平均值经过仪表校验值、零位、高差等修正后作为性能计算的原始数据，试验原始记录数据见附表A1。
对同一参数多重测点（左、右或前、后）测量时，取其算术平均值。
7.2流量计算
试验以主蒸汽流量为基准，通过高加、低加建立方程计算高加、低加进汽流量，由此计算汽轮机低排流量。
7.3试验热力性能及凝汽器性能计算
试验热力性能计算利用编制的计算机程序进行计算，内容包括：
高压加热器组热平衡计算、主蒸汽流量计算、汽耗率计算等。
凝汽器的热力性能计算：
通过热力试验并参照热力考核性试验计算出低排流量，由此计算出循环水流量，进一步确定凝汽器传热系数，从而获得凝汽器改造效果。
7.4试验结果的计算
△t：
循环水进出水温差δt：
凝汽器端差A：
凝汽器换热面积3500m2
1#凝汽器改造前
1#机组2006年5月12日1:
00～24:
00抽汽回热运行工况
平均功率N=4.45KW主蒸汽流量G1=210.29t/h凝结水流量D2=91.75t/h排汽温度Tc=42.67℃表计真空=-0.091MPa（排汽温度对应标准真空=-0.093MPa）循环水进水温度t1=19.38℃出水温度t2=27.86℃凝汽器端差δt=16.58℃抽汽发电汽耗=4.73kg/kwh
根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：
凝汽器循环水实际流量为D：
D＝520*91.75/（27.86-19.38）＝5626t/h
＝1563kg/s
循环水吸热量Q:
Q＝D*（h’2-h’1）＝1563*（27.86*4.2-19.38*4.2）
＝55668kJ
循环水进出水对数平均温度：
△tm＝△t/ln（1+△t/δtm）＝（27.86-19.38）/ln（1+（27.86-19.38）/16.58）
＝20.53℃
由凝汽器的热量传递公式Q=KA△tm可知凝汽器传热系数K：
K＝Q/A/△tm＝55668/3500/20.53＝0.7747kW/（m2.℃）
＝774.7W/（m2.℃）
1#机组2006年5月11日1:
00～24:
00抽汽回热运行工况
平均功率N=4.74KW主蒸汽流量G1=225.54t/h凝结水流量D2=102.67t/h排汽温度Tc=44.67℃表记真空=-0.090MPa（排汽温度对应标准真空=-0.092MPa）循环水进水温度t1=20.08℃出水温度t2=29.12℃凝汽器端差δt=17.13℃抽汽发电汽耗=4.76kg/kwh
根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：
凝汽器循环水实际流量为D：
D＝520*102.67/（29.12-20.08）＝5906t/h
＝1641kg/s
循环水吸热量Q:
Q＝D*（h’2-h’1）＝1641*（29.12*4.2-20.08*4.2）
＝62305kJ
循环水进出水对数平均温度：
△tm＝△t/ln（1+△t/δtm）＝（29.12-20.08）/ln（1+（29.12-20.08）/17.13）
＝21.32℃
由凝汽器的热量传递公式Q=KA△tm可知凝汽器传热系数K：
K＝Q/A/△tm＝55668/3500/21.32＝0.746kW/（m2.℃）
＝746W/（m2.℃）
1#凝汽器改造后
1#机组2006年7月18日10:
10～10:
45纯凝回热运行工况测试
平均功率N=5KW主蒸汽流量G1=180.8t/h凝结水流量D2=138.43t/h排汽温度Tc=40℃表计真空=-0.091MPa（排汽温度对应标准真空=-0.0939MPa）循环水进水温度t1=26℃出水温度t2=36.14℃凝汽器端差δt=3.86℃纯凝发电汽耗=3.61kg/kwh
根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：
凝汽器循环水实际流量为D：
D＝520*138.43/（36.14-26）
＝7099t/h＝1971.9kg/s
循环水吸热量Q:
Q＝D*（h’2-h’1）＝1971.9*（36.14*4.2-26*4.2）
＝83979.28kJ/s
循环水进出水对数平均温度：
△tm＝△t/ln（1+△t/δtm）＝（36.14-26）/ln（1+（36.14-26）/3.86）
＝7.87℃
由凝汽器的热量传递公式Q=KA△tm可知改造后的凝汽器传热系数K：
K＝Q/A/△tm＝83979.28/3500/7.87＝3.0488kW/（m2.℃）
＝3048.8W/（m2.℃）
1#机组2006年7月18日11:
10～11:
40纯凝回热运行工况测试
平均功率N=5.66KW主蒸汽流量G1=213.47t/h凝结水流量D2=154.43t/h排汽温度Tc=41.71℃表计真空=-0.091MPa（排汽温度对应标准真空=-0.0933MPa）循环水进水温度t1=26℃出水温度t2=37.43℃凝汽器端差δt=4.29℃纯凝发电汽耗=3.77kg/kwh
根据热平衡原理，凝汽器内蒸汽放热与循环水吸热相等：
凝汽器循环水实际流量为D：
D＝520*154.43/（37.43-26）＝7025.7t/h
＝1951.6kg/s
循环水吸热量Q:
Q＝D*（h’2-h’1）＝1951.6*（37.43*4.2-26*4.2）
＝93688.5kJ/s
循环水进出水对数平均温度：
△tm＝△t/ln（1+△t/δtm）＝（37.43-26）/ln（1+（37.43-26）/4.29）
＝8.8℃
由凝汽器的热量传递公式Q=KA△tm可知凝汽器传热系数K：
K＝Q/A/△tm＝93688.5/3500/8.8＝3.0418kW/（m2.℃）
＝3041.8W/（m2.℃）
6、结论
1#凝汽器改造前：
平均端差为16.86℃,传热系数平均为760.35W/（m2.℃）,抽汽工况下发电汽耗平均为4.75kg/kwh。
1#凝汽器改造后：
平均端差为4.08℃,传热系数平均为3045.3W/（m2.℃）,纯凝工况下发电汽耗平均为3.69kg/kwh。
改造后传热系数提高了2284.35W/（m2.℃），端差下降了12.78℃，纯凝工况下实际发电汽耗好于纯凝工况下设计发电汽耗3.709kg/kwh（设计参数为进水20℃，循环水量为额定水量等）。
综上所述，1#凝汽器安装自清洗强化换热装置后运行效果明显，改造是成功的。
1#凝汽器运行参数表
2006-5-12
改造前
时间
功率
主汽压力流量
真空
排汽
排汽温度
端差
凝结水
循环水
凝结水流量
汽耗率
#1
#2
小计
对应真空
温度
入口
出口（南）
出口（北）
温升
t
万KW
MPa
T/h
MPa
℃
MPa
℃
℃
℃
℃
℃
℃
T/h
kg/KWh
1
4.5
8.8
8.8
209
-0.091
43
-0.0927
18
42
19
29
25
8
98
2
4.4
8.7
8.7
210
-0.091
43
-0.0927
17
43
19
30
26
9
101
3
4.3
8.7
8.7
204
-0.092
42
-0.0931
17
41
19
29
25
8
92
4
4.4
8.8
8.8
213
-0.092
42
-0.0931
17
42
19
29
25
8
92
5
4.4
8.7
8.7
210
-0.092
42
-0.0931
17
42
19
28
25
8
91
6
4.4
8.6
8.6
205
-0.092
42
-0.0931
17
42
18
29
25
9
95
7
4.4
8.7
8.7
214
-0.092
42
-0.0931
17
42
18
29
25
9
99
8
4.4
8.7
8.7
213
-0.092
41
-0.0935
16
42
18
29
25
9
94
9
4.3
8.7
8.7
207
-0.092
41
-0.0935
16
41
19
29
25
8
90
10
4.4
8.8
8.8
215
-0.091
43
-0.0927
17
43
19
29
26
9
92
11
4.4
8.8
8.8
209
-0.091
43
-0.0927
17
43
19
30
26
9
93
12
4.4
8.8
8.8
216
-0.091
44
-0.0922
18
44
19
30
26
9
99
13
4.4
8.7
8.7
210
-0.091
43
-0.0927
17
43
20
30
26
8
94
14
4.4
8.7
8.7
214
-0.091
42
-0.0931
16
43
20
30
26
8
95
15
4.4
8.8
8.8
216
-0.091
42
-0.0931
16
43
20
30
26
8
97
16
4.6
8.8
8.8
216
-0.091
43
-0.0927
16
43
20
30
27
9
92
17
4.6
8.8
8.8
213
-0.091
43
-0.0927
16
43
20
30
27
9
94
18
4.6
8.8
8.8
209
-0.091
43
-0.0927
16
43
20
30
27
9
10
19
4.5
8.7
8.7
205
-0.090
44
-0.0922
17
44
20
30
27
9
98
20
4.5
8.6
8.6
210
-0.090
43
-0.0927
16
44
20
30
27
9
102
21
4.5
8.7
8.7
215
-0.090
43
-0.0927
16
43
20
30
27
9
97
22
4.6
8.7
8.7
212
-0.090
44
-0.0922
17
44
20
30
27
9
96
23
4.5
8.6
8.6
208
-0.090
43
-0.0927
15
43
20
31
28
10
92
24
4.4
8.8
8.8
194
-0.091
43
-0.0927
16
44
20
30
27
9
99
小计
106.7
5047
平均
4.45
8.72917
8.72917
210.29
-0.091
42.67
-0.0928
16.58
42.79
19.38
29.63
26.08
8.48
91.75
4.73
备注：
抽汽运行工况，抽汽平均压力0.7MPa，平均温度270℃，平均流量25t/h
1#凝汽器运行参数表
2006-5-11
改造前
时间
功率
主汽压力流量
真空
排汽
排汽温度
端差
凝结水
循环水
凝结水流量
汽耗率
#1
#2
小计
对应真空
温度
入口
出口（南）
出口（北）
温升
t
万KW
MPa
T/h
MPa
℃
MPa
℃
℃
℃
℃
℃
℃
T/h
kg/KWh
1
4.8
8.7
8.7
234
-0.089
46
-0.0912
19
46
20
31
27
9
102
2
4.9
8.8
8.8
247
-0.090
46
-0.0912
18
46
20
31
28
10
109
3
4.9
8.8
8.8
248
-0.090
46
-0.0912
19
46
20
31
27
9
108
4
5
8.8
8.8
249
-0.090
44
-0.0922
18
45
18
29
26
10
118
5
5
8.8
8.8
252
-0.090
45
-0.0917
19
45
18
29
26
10
118
6
4.9
8.7
8.7
252
-0.090
44
-0.0922
18
44
18
29
26
10
110
7
4.9
8.7
8.7
251
-0.091
44
-0.0922
17
44
19
30
27
10
106
8
5
8.9
8.9
227
-0.091
44
-0.0922
17
44
18
30
27
11
101
9
4.8
8.7
8.7
225
-0.090
45
-0.0917
18
45
19
30
27
10
105
10
4.9
8.8
8.8
233
-0.090
45
-0.0917
17
45
20
31
28
10
109
11
4.9
8.9
8.9
233
-0.090
46
-0.0912
18
45
21
31
28
9
99
12
4.6
8.8
8.8
214
-0.090
45
-0.0917
16
45
21
32
29
10
98
13
4.6
8.7
8.7
210
-0.090
45
-0.0917
17
45
21
32
28
9
96
14
4.7
8.8
8.8
211
-0.090
45
-0.0917
16
45
22
32
29
9
101
15
4.6
8.6
8.6
204
-0.090
45
-0.0917
16
45
22
32
29
9
96
16
4.6
8.9
8.9
211
-0.090
46
-0.0912
16
46
22
33
30
10
99
17
4.6
8.9
8.9
211
-0.090
46
-0.0912
17
46
22
32
29
9
98
18
4.6
8.9
8.9
211
-0.090
45
-0.0917
16
45
22
32
29
9
96
19
4.5
8.8
8.8
212
-0.090
45
-0.0917
17
45
21
31
28
9
101
20
4.6
8.8
8.8
215
-0.090
45
-0.0917
17
45
21
31
28
9
101
21
4.5
8.8
8.8
215
-0.092
43
-0.0927
16
43
20
30
27
9
100
22
4.5
8.8
8.8
215
-0.092
42
-0.0931
16
升级会员 