基于温度场大数据的空冷凝汽器脏污系数研究_张彦斌.pdf
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1、设备管理与维修2023 5(下)0引言直接空冷是我国北方电站的常见冷却方式,通常以环境空气做为冷却介质。由于北方地区气候干燥,风沙较多,并且还有柳絮等悬浮物,很容易沉积在空冷凝汽器翅片上,增大换热热阻、降低换热效率。电站的冷端治理对企业的节能减排工作有着重要意义,如何依托温度场大数据精确地判断空冷凝汽器的脏污情况,是本文重点讨论的内容。目前国内的电站基本上是简单地根据排气背压升高值来判断空冷凝汽器是否脏污,缺乏准确实时的预测技术,对空冷系统的效果评价、统优化运行调整、清理脏污等存在一定的盲目性和滞后性。例如,某电站 300 MW 机组,在空冷岛区域加装了大量的温度测点,用于测量空冷凝汽器外表面
2、的温度场分布,并将采集到的测点数据与电站机组和空冷系统热力计算模块相结合,通过一系列的计算来确定脏污系数,即空冷凝汽器的实时运行换热系数与设计换热系数相比。脏污系数一般小于等于 1,值越小则凝汽器表面越脏、换热效率越低。1某电站设备简介1.1机组该电站 300 MW 国产燃煤直接空冷供热机组共有两台汽轮机,型号为 CZK300/232/-16.7/0.4/537/537,为东方汽轮机厂生产的 300 MW 亚临界、一次中间再热、单独、双缸双排汽、直接空冷抽凝式汽轮机。汽轮机额定背压值为 15 kPa,设计的特性数据主要考虑两个内容:(1)汽轮机热耗保证工况 THA(Turbine Heat-A
3、cceptance):出力 300 MW,排气流量 603.9 t/h,排气压力 15 kPa,排汽焓值2457.1 kJ/kg(1 W 等于 1 J/s,下同)。(2)主要考核点工况:出力 300 MW,排气流量 657 t/h,排气压力 32 kPa,排汽焓值 2570.4 kJ/kg。1.2空冷凝汽器空冷凝汽器布置在上述机组厂房 A 列前,空冷凝汽器平台高度 34 m。空冷凝汽器总散热面积为 803 544 m2,总重量943 t,排汽总管为 5532 mm16 mm(直径壁厚),排汽侧总压降为 0.55 kPa。(1)A 型冷却单元:顺流段、逆流段的迎风面面积分别为5560 m2和 9
4、52 m2;传热系数均为 30.3 W/(m2 ),污垢系数均为 0.002 m2/W,尺寸为 11.55 mm11.15 mm(长宽),A 型夹角为 60。(2)凝汽器管束:翅片管材料为钢敷铝,翅片材料为铝;翅片管排数为 1,翅片间距为 2.3 mm,翅化比(散热面积/迎风面积)为 123。其中,顺流段管束尺寸为 9890 mm2231 mm,数量 252个;逆流段管束尺寸为 8890 mm2231 mm,数量 48 个。1.3空冷风机空冷轴流风机采用保定惠阳航空螺旋桨制造厂生产的 G-TF91D6-C2110 型风机,叶轮直径 9.144 m,叶片数为 6,安装角度为 17,叶轮转速 72
5、 r/min,空气密度 1.036 kg/m3,风量为 470 m3/s,轴功率 65.7 kW。配套电机型号为 YSP315L-6V1,功率 110 kW,额定转速 985 r/min。1.4空冷岛温度场概况温度场采用数字式测温线缆,可以实时监控温度变化,测定温度随时间变化的幅度,而且监测到的是整个被测区域的温度。这种数字型测温线缆具有独特性,克服了传统线性感温传感器的测温盲区(-55125 ),可以有效监测空冷散热器的大面积温度。2脏污系数的确定过程2.1建立换热物理模型首先,理想化地假设空冷系统为低压缸排汽,经排汽主管道送至 6 根分配管,在经过每根分配管顺流段管束时 80%凝结成水,剩
6、余的 20%经过逆流段管束凝结成水。然后根据设备参数建立空冷凝汽器管束的换热模型(图 1)。摘要:结合某电站 300 MW 机组空冷岛,比对空冷凝汽器设计洁净度、自动冲洗装置清洗后洁净度、运行中实时洁净度 3 种不同情况下温度场的大数据,最终确定不同机组负荷、环境温度下的脏污系数,推动电站节能减排工作的开展。关键词:温度场;大数据;空冷凝气器;脏污系数中图分类号:TP273;TM621.7文献标识码:BDOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.08基于温度场大数据的空冷凝汽器脏污系数研究张彦斌(山西大唐国际云冈热电有限责任公司,山西大同037000)图 1空
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