汽轮机凝汽器改造强化传热的节能新技术应用常熟市铜业总公司热电厂
摘 要：真空是影响汽轮机带负荷和热效率的一个重要经济指数，传热效能又直接影响真空的高低，从传热学的角度分析，结合热电厂运行实践提出了增加交换面积提高传热效能，改善凝汽器交换工况的方法，降低冷却水量
关键词：凝汽器 真空度 换热 节能
1 前言
凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是汽机排汽受冷却凝结成水，形成高度真空，使进汽机蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功，其运行工况的正常与否，直接影响到整个机组的安全和经济运行。保证最有利的真空是电厂节能的重要途径。
2 传热与真空的分析：
正常运行时凝汽器的排汽压力与排气温度的关系是饱和蒸汽的压力和温度的关系，也就是说凝汽器的排汽压力是相应的饱和蒸汽温度来决定的，而饱和蒸汽的温度与外界冷却介质的热交换程度有关。在凝汽器中，蒸汽受冷却发生相变，相变时凝结水在整个换热面上保持饱和温度，蒸汽汽化潜热被冷却水吸收。
讨论：
a：当冷却水进口温度下降，其吸收的热量就增加，蒸汽冷凝温度就越低
b：当受热面积增加则冷却水出口水温度上升，其吸收热量就增加，蒸汽冷凝温度就越低
c：当冷却水流量增加时其吸收的热量就增加，同样也可使蒸汽温度降低。
d：增强凝汽器换热系统，传热系数表证了传热过程的强烈程度，传热系统数越大，传热过程越强，热阻越小。
总之，冷凝温度的下降可使排汽压力相应降低，增大蒸汽在汽机内部的焓降，使得有更多的热能在汽机中转化成机械能。
3 凝汽器改造优化提高真空度的途径与实践应用
热电企业的汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题，尤其夏季，凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，如其它条件不变，真空度每变化1%，汽轮机的汽耗率平均变化1%～2%。不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，严重时还要降低发电负荷。故一般规定：排汽压力升高到0015MPa时，应降低负荷，排汽压力升高到0.03Mpa左右时，应将负荷全部卸完，直至按规定的条件实行故障停机，直接影响了企业的经济效益。据估算，中小型机组真空每提高1%，机组功率可增加1%，煤耗下降1%。根据以上分析及运行情况，我公司经上海理工大传热研究所计算机设计，进行对一台青岛汽轮机厂生产的C3—3.43/0.785型3MW抽凝凝汽式汽轮机凝汽器进行改造，用本公司自行研制生产的抗腐浊特高效B10翅片镍铜管，替换了原HSn70—1A黄铜光管，冷却面积从原来280平方增至800平方，冷却倍率从原来60倍下降到25倍，有效地实现了强化换热的新技术，冷却水量大量减少，循环泵改造为变频运行，从而达到了节能、降耗、增效，确保机组长期安全、稳定、经济运行，使企业的经济效益明显提高。
4 实践运行情况
1改造后凝器真空明显提高，由原来的-0091MPa提高到-0098MPa发电耗汽量明显下降。
2改造后，端差由原来的24℃下降至10℃。
3节约循环水，降低厂用电，减少水资源高额费用。
4我公司在投入运行至今情况良好，达到预期目的。
通过实践证明，该高效铜管是理想的替代产品。它运行安全，又有强化传热的功能，值得在抽汽凝汽机组上大力推广。
表一：安装前、后数据比较：2005年
通过数据分析，可看出安装后端差平均下降了：14℃，真空上升0.007MPa，提高了汽轮机的出力。端差的大小决定于凝汽器的铜管传热面积及换热系数，铜管内、外表面的清洁程度，铜管内循环水的流量和流速，进水温度，排入凝汽器的蒸汽量，以及真空系统的严密性等。端差愈小，说明循环水吸收的热量愈多，循环水的利用率愈高，凝汽器内铜管的传热情况愈好，真正达到了更换该高效管后，提高凝汽器真空度的目的。并通过了夏季高温季节运行，其凝器真空还可达到-0.097MPa的高度真空，端差基本上没有多大变化，这是冷却水量从400吨增至650吨。
5 综述：
该高效铜管更换后具有运行安全可靠，既能防止凝汽器铜腐浊，节约厂用电，又能强化传热效果；节汽1%～3%；节水35%～45%；节厂电10%～15%；一次性投资无运行维护成本，投资回收期一年以内，是一项投资小见效快的项目。实践证明已是一项成熟的效益型技术。
使用单位普遍认为“值得在凝汽器及直管表面式换热器上大力推广。”
我公司将竭诚为您提供汽轮机高效抗腐浊冷凝管产品及优质服务。