CN207007527U - 一种凝汽器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种凝汽器，凝汽器包括第一循环进水管、第二循环进水管、第一循环出水管、第二循环出水管；在第一循环进水管、第二循环进水管上分别安装有第一进水温度探测计、第一进水流量计、第二进水温度探测计、第二进水流量计；在第一循环出水管、第二循环出水管上分别安装有第一出水温度探测计和第二出水温度探测计；在凝结水出水管上安装有凝结水温度探测计；凝汽器上还安装有第一差压测量计、第二差压测量计、凝汽器压力测量计。本实用新型在凝汽器循环水进出口管路上设置差压测点，用以采集和监控凝汽器水阻变化情况，避免采用进、出口压力测量值相减进行计算时精度不足问题。

Description

一种凝汽器

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂凝汽器性能监测技术领域，具体来说是一种凝汽器。

背景技术

凝汽器作为汽轮机组最重要的冷源设备之一，其性能指标的变化直接影响机组运行的经济性和安全性。

目前，对于凝汽器的检测和评价主要通过凝汽器端差、凝结水过冷度及循环水温升的变化来进行，这些参数只能从宏观上表征凝汽器的运行状态，难以直接反映出凝汽器性能恶化的程度以及对机组经济性的影响程度，同时这些参数对凝汽器整体性能的监控也不够全面。

首先，凝汽器的性能变化体现在清洁系数的变化上，即在同样的边界条件下，清洁系数降低时，凝汽器的压力值将升高，从而影响机组热耗和煤耗。其次，凝汽器的性能变化还体现在凝汽器过冷度上，凝汽器过冷度增大，导致凝结水温度降低，含氧量升高，不但影响机组经济性还影响设备安全性。再次，凝汽器的性能变化还体现在循环水水阻上，水阻增大，将增加循环水泵扬程，降低循环水流量，影响机组经济性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中凝汽器性能监控不够全面的缺陷，提供一种凝汽器来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种凝汽器，所述凝汽器包括第一循环进水口、第一循环出水口、第二循环进水口、第二循环出水口；在所述第一循环进水口处固定有第一循环进水管、第一循环出水口处固定有第一循环出水管、第二循环进水口处固定有第二循环进水管、第二循环出水口处固定有第二循环出水管；在所述第一循环进水管上安装有第一进水温度探测计、第一进水流量计，在第二循环进水管上安装有第二进水温度探测计、第二进水流量计；在所述第一循环出水管、第二循环出水管上分别安装有第一出水温度探测计和第二出水温度探测计；

所述凝汽器还包括凝结水出水管；在所述凝结水出水管上安装有凝结水温度探测计；

所述第一循环进水管和第一循环出水管之间安装有第一差压测量计；所述第二循环进水管和第二循环出水管之间设置有第二差压测量计；

所述凝汽器上还设置有凝汽器压力测量计。

优选的，所述第一差压测量计、第二差压测量计分别通过不锈钢管道与第一循环进水管、第一循环出水管以及第二循环进水管、第二循环出水管连通。

优选的，所述不锈钢管道分别与第一循环进水管、第一循环出水管以及第二循环进水管、第二循环出水管焊接固定。

优选的，所述不锈钢管道与第一循环进水管、第一循环出水管、第二循环进水管、第二循环出水管的连通点分别距第一循环进水口、第一循环出水口、第二循环进水口、第二循环出水口1000mm。

优选的，所述第一进水流量计处于第一进水温度探测计的上游；第二进水流量计处于第二进水温度探测计的上游。

优选的，所述第一进水流量计和第二进水流量计均为超声波流量计。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型在凝汽器循环水进出口管路上设置差压测点，用以采集和监控凝汽器水阻变化情况，避免采用进、出口压力测量值相减进行计算时精度不足问题。

本实用新型通过将不锈钢管道与循环进水管、循环出水管的连通点设置靠近凝汽器的进出口点，以提高差压测量精度。且通过将流量计设置在温度计的上游，以保证温度计测量到的进水温度更加精确，避免温度计距凝汽器较远，从而使水从水温测量点到水进入凝汽器过程中温度发生变化。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2位本实用新型实施例2的结构框图。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

实施例1

如图1所示，一种凝汽器，凝汽器1包括第一循环进水口1a、第一循环出水口1b、第二循环进水口1c、第二循环出水口1d。在第一循环进水口1a、第一循环出水口1b、第二循环进水口1c、第二循环出水口1d分别固定有第一循环进水管11、第一循环出水管13、第二循环进水管12、第二循环出水管14。在第一循环进水管11、第二循环进水管12上分别安装有第一进水温度探测计15、第一进水流量计16、第二进水温度探测计17、第二进水流量计18；在第一循环出水管13、第二循环出水管14上分别安装有第一出水温度探测计19和第二出水温度探测计20。第一进水流量计16和第二进水流量计18为超声波流量计，分别处于第一进水温度探测计15、第二进水温度探测计17的上游。

凝汽器1还包括凝结水出水管21；在凝结水出水管上安装有凝结水温度探测计22；

第一循环进水管11和第一循环出水管13之间安装有第一差压测量计23；第二循环进水管12和第二循环出水管14之间设置有第二差压测量计24；

凝汽器1上还设置有凝汽器压力测量计25。

其中，第一差压测量计23和第二差压测量计24均分别通过不锈钢管与第一循环进水管 11、第一循环出水管13以及第二循环进水管12、第二循环出水管14连通。不锈钢管与第一循环进水管11、第一循环出水管13以及第二循环进水管12、第二循环出水管14可通过法兰连接，也可通过焊接固定。不锈钢管与第一循环进水管11、第一循环出水管13以及第二循环进水管12、第二循环出水管14的连通点均靠近第一循环进水口1a、第一循环出水口1b、第二循环进水口1c、第二循环出水口1d，且距离约为1000mm，以确保测得差压数据更精确。

实施例2

如图2所示，本实用新型还提供一种凝汽器的在线监测系统，该检测系统应用于实施例1 的凝汽器中；该系统包括数据采集模块、数据处理模块、实际清洁系数计算模块、凝汽器压力应达值计算模块、能耗影响值计算模块；

数据采集模块采集凝汽器的各项数据，并存储在服务器；

数据处理模块从服务器获取采集到的各项数据进行初步计算，并将原始数据和经过初步计算后的数据发送给实际清洁系数计算模块；

实际清洁系数计算模块根据接收到的数据计算出凝汽器的热负荷、凝汽器实际换热系数、凝汽器HEI换热系数，进而计算出凝汽器实际清洁系数，并将实际清洁系数传输给凝汽器压力应达值计算模块；

凝汽器压力应达值计算模块将实际清洁系数和凝汽器的应达清洁系数进行比对，计算出凝汽器的应达压力值，并将应达压力值传输给能耗影响值计算模块；

能耗影响值计算模块计算凝汽器实际压力相对于应达压力的升高值对凝汽器机组热耗及煤耗的影响值；

计算结果存储和输出模块，将计算的凝汽器清洁系数应达值/实际清洁系数，凝汽器压力应达值/凝汽器压力实测值，凝汽器性能下降对机组热耗的影响值进行存储和结果输出。

其中，数据采集模块采集凝汽器的数据有机组负荷N_t、凝汽器压力P_c、循环水进水温度 t_w1、循环水出水温度t_w2、循环水流量D_w、热井凝结水温度t_n、循环水进出口压差p_s。

数据处理模块初步计算出循环水进出口温升Δt、凝汽器饱和温度t_s、凝汽器端差δt、对数平均温差Δt_m、凝汽器过冷度δt₁、凝汽器水阻p_s；

其中：Δt＝t_w2-t_w1； (1)

δt＝t_s-t_w2； (2)

δt₁＝t_s-t_n； (4)

t_s为水蒸汽公式计算出凝汽器压力对应的饱和蒸汽温度；p_s即凝汽器进出口压差。

热负荷Q_c＝D_wC_vΔt，其中C_v为冷却水比热容；

凝汽器实际换热系数

其中，A为已知的凝汽器换热面积；

凝汽器HEI换热系数K_HEI＝K₀×β_t×β_m×β_c；K₀为基本换热系数；β_t为冷却管水温修正系数；β_m为冷却管材质和壁厚修正系数；β_c为清洁系数；

凝汽器实际清洁系数

当凝汽器清洁系数为实际清洁系数时，凝汽器压力对应的为实际测量值；在其他边界条件不变的情况下，凝汽器清洁系数采用应达值，推算凝汽器的压力值，此时推算出的压力值即为凝汽器压力应达值；计算过程如下：

凝汽器对数平均温差应达值

凝汽器端差应达值

凝汽器饱和温度应达值t_s'＝t_w2+δt_m'； (9)

凝汽器压力应达值P_c'为由水蒸汽公式计算出t_s'对应的饱和蒸汽压力值；其中C₀为凝汽器清洁系数应达压力值，其为凝汽器干净清洁时的实验计算得到的值。

通过凝汽器压力的热耗修正曲线拟合出的热耗修正量Δhr进行凝汽器压力对机组热耗的影响值计算；

其中，Δhr＝g(p_c)； (10)

则凝汽器实际清洁系数对热耗的影响值：ΔHR'＝g(P_c)-g(P_c')； (11)

凝汽器压力对机组煤耗的影响值计算：

式中：

Q_L：已知标准煤燃烧热值；

η_gl：已知锅炉效率；

η_gd：已知管道效率。

实施例3

本实用新型还提供一种凝汽器的耗差分析方法，应用于实施例2中的一种凝汽器的在线监测系统，包括以下步骤：

步骤1.数据采集

实时采集凝汽器的运行数据，并将数据存储在服务器内；

步骤2.初步计算

对采集到的运行数据进行判断和初步计算，计算出循环水进出口温升Δt、凝汽器饱和温度t_s、凝汽器端差δt、对数平均温差Δt_m、凝汽器过冷度δt₁、凝汽器水阻p_s；

步骤3.根据步骤2的数据，计算出凝汽器热负荷、凝汽器实际换热系数、凝汽器HEI换热系数，进而计算出凝汽器实际清洁系数；

步骤4.凝汽器实际清洁系数和凝汽器的应达清洁系数进行对比，计算出凝汽器清洁系数应达值；

步骤5.计算凝汽器实际压力相对于应达压力的升高值对机组热耗以及煤耗的影响值；

步骤6.将计算的凝汽器清洁系数应达值/实际清洁系数，凝汽器压力应达值/凝汽器压力实测值，凝汽器性能下降对机组热耗的影响值进行存储和结果输出。

步骤1中，采集的运行数据有机组负荷N_t、凝汽器压力P_c、循环水进水温度t_w1、循环水出水温度t_w2、循环水流量D_w、热井凝结水温度t_n、循环水进出口压差p_s；

步骤2中，通过设置每个测点参数可能的变化范围进行判断，超过变化范围的，即为不合理点数据，将其剔除；若同一个参数所取测点数据全部不合理则报警提示；

根据初步计算出循环水进出口温升Δt、凝汽器饱和温度t_s、凝汽器端差δt、对数平均温差Δt_m、凝汽器过冷度δt₁、凝汽器水阻p_s；

其中：Δt＝t_w2-t_w1；

δt＝t_s-t_w2；

δt₁＝t_s-t_n；

t_s为水蒸汽公式计算出凝汽器压力对应的饱和蒸汽温度；p_s即凝汽器进出口压差。

步骤3中，根据系统中采集到的循环水流量、循环水进口温度、循环水出口温度进行计算：热负荷Q_c＝D_wC_vΔt，其中C_v为冷却水比热容，与水质有关的常数；

步骤3中另一种凝汽器热负荷的确定方法：

1)根据凝汽式汽轮机组特性，低压缸排汽量与机组负荷近似呈线性关系，

由机组特性数据进行拟合可得到：

D_c＝f(N_t) (13)

式中：

D_c：低压缸排汽量，kg/s；

2)凝汽器热负荷：

Q_c＝D_c(h_c-h'_c) (13)

式中：

h_c：汽轮机排汽比焓，kJ/kg；

h'_c：凝结水比焓，kJ/kg；

式(13)中焓差(h_c-h'_c)在不同的工况下变化不大，在计算中可以采取设计工况下的焓差，进行计算。

凝汽器实际换热系数其中，A为已知的凝汽器换热面积；

凝汽器HEI换热系数K_HEI＝K₀×β_t×β_m×β_c；其中，K₀为基本换热系数；β_t为冷却管水温修正系数；β_m为冷却管材质和壁厚修正系数；β_c为清洁系数；

凝汽器实际清洁系数

步骤4中，凝汽器清洁系数应达值表征凝汽器在理想运行状态下能够达到的最优值，该值的确定方法：在凝汽器新投运或者清洗干净后，机组真空严密性良好、机组各系统稳定正常运行条件下，试验计算凝汽器的实际清洁系数，计算过程同步骤(3)中凝汽器实际清洁系数确定方法。确定该值后在计算模块中设定为常数，若后期凝汽器进行了改造或者改变了清洗方式，可再次进行测定并更改设置。

当凝汽器清洁系数为实际清洁系数时，凝汽器压力对应的为实际测量值；在其他边界条件不变的情况下，凝汽器清洁系数采用应达值，推算凝汽器的压力值，此时推算出的压力值即为凝汽器压力应达值；计算过程如下：

凝汽器对数平均温差应达值

凝汽器端差应达值

凝汽器饱和温度应达值t_s'＝t_w2+δt_m'；

凝汽器压力应达值P_c'为由水蒸汽公式计算出t_s'对应的饱和蒸汽压力值；其中C₀为凝汽器清洁系数应达压力值，其为凝汽器干净清洁时的实验计算得到的值。

步骤5中，通过凝汽器压力的热耗修正曲线拟合出的热耗修正量Δhr进行凝汽器压力对机组热耗的影响值计算；

其中：Δhr＝g(p_c)；

则凝汽器性能变化对热耗的影响值ΔHR'＝g(P_c)-g(P_c')；

凝汽器压力对机组煤耗的影响值

式中：

Q_L：已知标准煤燃烧热值；

η_gl：已知锅炉效率；

η_gd：已知管道效率。

所述步骤(6)中计算结果的输出形式包括图表和曲线。曲线可输出所有显示参数与随时间的变化关系曲线。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种凝汽器，其特征在于：所述凝汽器包括第一循环进水口(1a)、第一循环出水口(1b)、第二循环进水口(1c)、第二循环出水口(1d)；在所述第一循环进水口(1a)处固定有第一循环进水管(11)、第一循环出水口(1b)处固定有第一循环出水管(13)、第二循环进水口(1c)处固定有第二循环进水管(12)、第二循环出水口(1d)处固定有第二循环出水管(14)；在所述第一循环进水管(11)上安装有第一进水温度探测计(15)、第一进水流量计(16)，在第二循环进水管(12)上安装有第二进水温度探测计(17)、第二进水流量计(18)；在所述第一循环出水管(13)、第二循环出水管(14)上分别安装有第一出水温度探测计(19)和第二出水温度探测计(20)；

所述凝汽器还包括凝结水出水管(21)；在所述凝结水出水管(21)上安装有凝结水温度探测计(22)；

所述第一循环进水管(11)和第一循环出水管(13)之间安装有第一差压测量计(23)；所述第二循环进水管(12)和第二循环出水管(14)之间设置有第二差压测量计(24)；

所述凝汽器上还设置有凝汽器压力测量计(25)。

2.根据权利要求1所述的一种凝汽器，其特征在于：所述第一差压测量计(23)、第二差压测量计(24)分别通过不锈钢管道与第一循环进水管(11)、第一循环出水管(13)以及第二循环进水管(12)、第二循环出水管(14)连通。

3.根据权利要求2所述的一种凝汽器，其特征在于：所述不锈钢管道分别与第一循环进水管(11)、第一循环出水管(13)以及第二循环进水管(12)、第二循环出水管(14)焊接固定。

4.根据权利要求2所述的一种凝汽器，其特征在于：所述不锈钢管道与第一循环进水管(11)、第一循环出水管(13)、第二循环进水管(12)、第二循环出水管(14)的连通点分别距第一循环进水口(1a)、第一循环出水口(1b)、第二循环进水口(1c)、第二循环出水口(1d)1000mm。

5.根据权利要求1所述的一种凝汽器，其特征在于：所述第一进水流量计(16)处于第一进水温度探测计(15)的上游；第二进水流量计(18)处于第二进水温度探测计(17)的上游。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种凝汽器，其特征在于：所述第一进水流量计(16)和第二进水流量计(18)均为超声波流量计。