真空提高对比试验报告.doc
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1、TPRI合同编号:TPRI/TJ-CA-*-2011A报告编号:TPRI/TJ-RB-*-2011安徽华电宿州发电有限公司1号机组投运真空泵工作液强制冷却装置前、后凝汽器性能对比试验报告西安热工研究院有限公司二 一 一 年 十 一 月报告编号:TPRI/TJ-RB-*-2011合同编号:TPRI/TJ-CA-*-2011A项目负责单位:西安热工研究院有限公司项目承担部门:汽轮机及热力系统技术部课题起讫日期:2011年8月2011年11月项目负责人:李永康主要工作人员:西安热工研究院有限公司李永康 程东涛 马汀山 居文平许朋江 刘 杨 陈 恺 任丽君山东泓奥电力科技有限公司李锦青 魏云雷 姜培朋
2、安徽华电宿州发电有限公司谢旭阳(请添加贵方人员名单并排序)当班值长及运行人员报告编写人:程东涛报告校阅人:马汀山审核:居文平批准:宋文希摘 要安徽华电宿州发电有限公司1号机组加装了真空泵工作液强制冷却装置,该系统具有冷却真空泵工作液的功能,为检验该项技术改造对真空泵抽吸能力及凝汽器性能的影响,依据DL/T 1078-2007表面式凝汽器运行性能试验规程和Standards for steam surface condensers,tenth edition,Heat Exchange Institute (HEI) 2006(美国传热学会标准)等标准,进行了1号机组投运真空泵工作液强制冷却装置
3、前、后凝汽器性能对比试验。试验结果表明:投运真空泵工作液强制冷却装置后,真空泵工作液温度得到了明显的降低,大大提高了真空泵的抽吸能力,进而降低了凝汽器压力(真空提高)。关键词:凝汽器 真空泵 真空泵工作液强制冷却装置 性能试验目 录1前言12设备规范13试验目的44试验标准及基准45试验内容和工况56试验测点和仪表57试验要求78试验计算公式79真空严密性水平及原有抽空气系统运行状态109.1真空严密性试验结果109.2原有抽空气系统运行状态试验结果1110真空泵工作液强制冷却装置对真空泵运行性能的影响1310.1真空泵工作液强制冷却装置耗功试验结果1310.2真空泵工作液强制冷却装置对真空泵
4、运行性能的影响1311真空泵抽吸能力增强对凝汽器性能影响的试验结果1511.1对比条件1511.2凝汽器性能试验结果1511.3真空泵抽吸能力增强对凝汽器平均压力的影响1911.4真空泵抽吸能力增强节能效果2312结论和建议251 前言安徽华电宿州发电有限公司1号600MW汽轮机是上海电气电站设备有限公司汽轮机厂制造的N600-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。该机组配套哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司生产的N-38000型双背压、双壳体、单流程、表面式凝汽器。凝汽器冷却水系统采用冷却塔循环供水冷却方式,冷却水系统配套两台88LKXA-27.4型循环
5、水泵,以满足机组在不同季节和不同负荷对冷却水量的要求。凝汽器抽空气系统配套三台改进型2BW4 353-0EK4型水环真空泵,机组正常运行时,两台运行,一台备用。2011年,安徽华电宿州发电有限公司委托山东泓奥电力科技有限公司对1号机组真空泵冷却系统进行了技术改造,加装了真空泵工作液强制冷却装置。为了检验真空泵工作液强制冷却装置对真空泵抽吸能力及凝汽器性能的影响,西安热工研究院有限公司对安徽华电宿州发电有限公司1号机组凝汽器进行了投运真空泵工作液强制冷却装置前、后性能对比试验。现场试验于2011年8月顺利完成。2 设备规范2.1 汽轮机设计技术规范表1 汽轮机设计技术规范项目名称单位内容型号/N
6、600-24.2/566/566型式/超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机铭牌功率MW600最大出力MW648额定工况主蒸汽压力MPa24.2额定工况主蒸汽温度566额定工况主蒸汽流量t/h1784.58额定工况再热蒸汽压力MPa3.826额定工况再热蒸汽温度566额定工况热耗率kJ/kWh7892设计冷却水进口温度20额定给水温度275回热级数/3高加+1除氧器+4低加末级动叶片长度mm1050额定转速r/min3000制造厂/上海电气电站设备有限公司汽轮机厂2.2 凝汽器设计技术规范表2 凝汽器设计技术规范项目名称单位内容型式/双背压、双壳体、单流程、表面式型号/N-380
7、00总有效冷却面积m238000抽空气区有效面积m23200冷却水设计进口温度23凝汽器平均压力(冷却水温23)kPa5.88循环冷却水流量t/h63660管内冷却水流速m/s2水阻kPa65清洁系数/0.9冷却介质/淡水冷却水允许温升9水室设计压力MPa0.4凝结水过冷度0.5凝结水含氧量ppb20冷却管总量根42508冷却管长度mm11380主凝结区冷却管数量根36552主凝结区冷却管材料/TP316主凝结区冷却管规格mm250.5管束顶部外围冷却管数量根2496管束顶部外围冷却管材料/TP316管束顶部外围冷却管规格mm250.7空气抽出区冷却管数量根3460空气抽出区冷却管材料/TP3
8、16空气抽出区冷却管规格mm250.7制造厂/哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司2.3 水环真空泵及其电动机设计技术规范表3 水环真空泵设计技术规范项目名称单位内容型号/改进型2BW4 353-0EK4额定转速r/min590抽吸干空气能力kg/h82kg/h(入口压力5.888kPa,冷却水温23.5时)173kg/h(入口压力11.8kPa,冷却水温33时)工作液流量m3/h22轴功率kW最大120/最小84制造厂/广东省佛山水泵厂有限公司电动机型号/Y355L-10电动机电压V380电动机电流A321电动机功率kW160电动机转速r/min590电动机防护等级/IP44电动机绝缘等级/F电动
9、机制造厂/长沙电机厂热交换器型号/M10热交换器型式/板式热交换器面积m212.24热交换器端差2热交换器冷却水流量m3/h30热交换器冷却水工作压力MPa0.5热交换器冷却水阻力kPa17热交换器制造厂/阿法拉阀(Afalaval)公司2.4 水环真空泵工作液强制冷却装置设计技术规范表4 水环真空泵工作液强制冷却装置设计技术规范项目名称单位内容制冷机制冷量kcal/h80104制冷机尺寸参数mm(长宽高)470019952360制冷机热水流量t/h200开式冷却水流量t/h398开式冷却水冷却水泵功率kW37热水流量t/h119热水温度范围130/115热水泵功率kW30热水泵流量t/h19
10、8冷冻水流量t/h152冷冻水温度范围12/7冷冻水泵功率kW30冷冻水泵流量t/h200事故冷水泵功率kW11事故冷水泵流量t/h1203 试验目的测定1号机组凝汽器在投运真空泵工作液强制冷却装置前、后的热力特性,同时测定水环真空泵运行性能,评价投运真空泵工作液强制冷却装置对水环真空泵运行性能及凝汽器性能的影响。4 试验标准及基准4.1 Standards for steam surface condensers,tenth edition,Heat Exchange Institute (HEI),2006(美国传热学会标准)。4.2 DL/T 932-2005凝汽器与真空系统运行维护导则
11、。4.3 DL/T 1078-2007表面式凝汽器运行性能试验规程。4.4 水和水蒸汽性质表:国际公式化委员会IFC-1967公式。4.5 试验基准:以机组负荷为基准。5 试验内容和工况在机组600MW、480MW和360MW负荷工况下,进行真空严密性试验及凝汽器性能试验。试验工况见Error! Reference source not found.。表5 1号机组凝汽器性能试验工况序号试验日期开始时间结束时间机组负荷循环水泵运行方式真空泵运行方式强制冷却装置运行状态T12011-8-1914:4314:51600MWAB停止停止T22011-8-199:4010:40600MWABA运行T3
12、2011-8-1911:4512:15600MWABAC运行T42011-8-1913:3514:20600MWABAC停止T52011-8-1923:4023:48480MWAB停止停止T62011-8-2001:5002:20480MWABA运行T72011-8-2000:5001:20480MWABAC运行T82011-8-1922:4523:15480MWABAC停止T92011-8-2006:0306:11360MWA停止停止T102011-8-2003:0003:30360MWAA运行T112011-8-2003:5004:25360MWAAC运行T122011-8-2005:15
13、05:45360MWAAC停止6 试验测点和仪表主要试验用仪器仪表在试验前均经法定计量单位检定合格。低压凝汽器压力、高压凝汽器压力、真空泵进口压力和大气压力采用Rosemount 3051绝对压力变送器测量。凝汽器A、B两侧冷却水进口温度、出口温度和热井凝结水温度等采用A级铂电阻(Pt100)测量。凝汽器冷却水流量、开式水流量、水环真空泵工作液流量、水环真空泵工作液冷却水流量等采用富士FLC型便携式超声波流量计测量。部分参数采用电厂现场安装的运行监视表计测量。采用IMP数据采集系统自动记录压力、温度等。1号机组凝汽器性能试验测点和仪表见Error! Reference source not f
14、ound.。表6 1号机组凝汽器性能试验测点和仪表序号测点名称仪表类型仪表编号1机组负荷运行表计运行表2主蒸汽压力运行表计运行表3再热蒸汽压力运行表计运行表4低压凝汽器压力绝对压力变送器5高压凝汽器压力绝对压力变送器6A真空泵进口压力绝对压力变送器7C真空泵进口压力绝对压力变送器8大气压力绝对压力变送器9主蒸汽温度运行表计运行表10再热蒸汽温度运行表计运行表11A低压缸排汽温度运行表计运行表12B低压缸排汽温度运行表计运行表13低压凝汽器冷却水进口温度1A级铂电阻Pt02214低压凝汽器冷却水进口温度2A级铂电阻Pt00815高压凝汽器冷却水出口温度1A级铂电阻Pt00316高压凝汽器冷却水出
15、口温度2A级铂电阻Pt01917热井出口凝结水温度A级铂电阻Pt00718强制冷却装置进水温度A级铂电阻Pt00119强制冷却装置出水温度A级铂电阻Pt00220强制冷却装置热水进口温度E型热电偶E720721强制冷却装置热水出口温度E型热电偶E754522A真空泵工作液进口温度运行表计运行表23C真空泵工作液进口温度运行表计运行表24A真空泵冷却水出口温度运行表计运行表25C真空泵冷却水出口温度运行表计运行表26主蒸汽流量运行表计运行表27A真空泵冷却水流量FLC超声波流量计Q8B0722TB28B真空泵冷却水流量FLC超声波流量计Q8B0722TB29C真空泵冷却水流量FLC超声波流量计Q
16、8B0722TB30A真空泵工作液流量FLC超声波流量计Q8B0722TB31C真空泵工作液流量FLC超声波流量计Q8B0722TB32凝汽器冷却水流量FLC超声波流量计Q8B0722TB33强制冷却装置用开式水流量FLC超声波流量计Q8B0722TB34强制冷却装置耗功380V室电度表运行表35A真空泵电动机功率380V室电度表运行表36C真空泵电动机功率380V室电度表运行表37热井凝结水水位运行表计运行表7 试验要求7.1 汽轮机组、凝汽器、真空泵、循环水泵及相关设备处于正常运行状态,并能长期稳定运行。7.2 试验机组单元制运行,机组停止对外抽汽,隔离汽轮机汽水系统(如辅助蒸汽)与临机的
17、联络。7.3 试验过程中,停止蒸汽吹灰。7.4 试验过程中,不得改变循环水泵和凝结水泵运行方式,隔绝循环水系统与临机的联络,不得调整本机组循环水用户的供水门。7.5 试验过程中,不向凝汽器补水。7.6 试验过程中,不得调整主汽阀开度,主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、机组负荷等参数维持稳定。7.7 维持试验工况稳定,每一工况稳定后记录40分钟,IMP数据采集系统每30秒采集1次,人工记录数据每5分钟记录1次,每一参数的测量结果为同一工况内的算术平均值。8 试验计算公式8.1 对数平均温差 (1)式中:ts-凝汽器压力下的饱和蒸汽温度,;t1-冷却水进口温度,;t2-冷却水出口温度,;-冷却
18、水温升,;-凝汽器传热端差,;LMTD-对数平均温差,。8.2 凝汽器试验热负荷 (2)式中:Q-凝汽器热负荷,W;-冷却水平均温度下的比热容,J/(kgK);W-冷却水流量,kg/s。8.3 凝汽器总体传热系数KT的计算公式 (3)式中:KT-试验总体传热系数,W/(m2K);A-凝汽器面积,m2。8.4 美国传热学会(HEI)标准中的总体传热系数K的计算公式 (4) (5)式中:-基本传热系数,W/(m2K);-冷却水进口温度修正系数,根据冷却水进口温度查Error! Reference source not found.;-冷却管管材和壁厚修正系数,根据管材和壁厚查Error! Refe
19、rence source not found.;-凝汽器清洁系数;c1-系数,根据冷却管外径查Error! Reference source not found.;v-冷却管管内平均流速,m/s。图1 冷却水进口温度对传热系数的修正系数t图2 管材和壁厚对传热系数的修正系数m表7 冷却管外径系数c1d(mm)161922252832353841454851c12747270526642623258225418.5 修正计算根据美国传热学会(HEI)标准,试验测定的冷却水流量、冷却水进口温度对试验总体传热系数KT的修正计算公式 (6) (7) (8)式中:KC-修正后的总体传热系数;F-流量修正
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