空冷凝汽器运行清洁度优化管理 赵波.docVIP

中国工程热物理学会 传热传质学 学术会议论文 编号：，，东北电力大学 节能与测控技术吉林省工程实验室，吉林 132012 为保护环境，节约水资源，在我国富煤缺水的“三北”地区（东北、华北和西北）新建电站须采取空冷系统，以取代带有冷却塔的二次循环供水直冷、纤维等絮状物翅片形成灰垢（积灰层）平均传热温差2010-BFKJ-SC-06) 机组的经济性，当吹扫间隔减小时，因灰垢产生的机组运行费用降低，同时清洗次数增加，清洗费用将提高。 为解决上述矛盾，本文基于干式吹扫系统，依据现场试验灰垢积聚模型，以ACC运行期内灰垢积聚产生的经济损失和干式吹扫过程产生的经济损失之和最小为原则，提出一种干式吹扫周期优化方法，用于ACC清洁度管理和指导干式吹扫系统运行，降低整个机组的运行费用。 1 ACC干式吹扫实验效果 1.1 灰垢对传热过程的影响 直冷系统ACC管束单排管内流动着汽轮机排汽，管束外为冷却空气，焊接于管束上的翅片与单排管基管组成冷却空气通道（翅片通道），其结构与换热过程如图1所示。由图1可知，ACC换热热阻由管内蒸汽凝结热阻、管壁导热热阻、灰垢导热热阻和管外空气对流热阻组成，干式吹扫系统采用高压空气清洗ACC灰垢，降低或消除灰垢热阻的影响，维持ACC在高清洁度水平。 干式吹扫系统安装于ACC空冷单元外表面，由空气压缩机、移动吹扫喷嘴、压缩空气管路和吹扫控制系统等组成，吹扫喷嘴沿ACC外表面纵向或横向移动逐个清洗翅片通道，其结构组成与监测参数如图所示 图1 ACC灰垢热阻示意图 图2 干式吹扫系统示意图 根据热平衡原理，汽轮机排汽放热量、ACC换热量和冷却空气吸热量相等。 (1) 式中，Qe为汽轮机排汽放热量；K为ACC总热系数W/(m2·K)；F为面积；ΔT0为对数平均温差；Cp为空气的定压比热·K)；ΔTa为冷却空气温升为m3/s。对数平均温差ΔT0[9]： (2) (3) 式中tn、ta1和ta2分别为汽的凝结温度入口和出口温度。只测得ta1，ta2和t便可由式1)-(3)确定出任意负荷风量时的ACC总换热系数K。积灰所产生热阻 (4) 式中， Rf为灰垢热阻，(m2·K)/W；Kc为洁净状态下总换热系数，W/(m2·K)。热阻R包括了蒸汽凝结热阻Re，管壁导热热阻Rw，灰垢层导热热阻Rf和空气对流热阻Ra，与式（1）比较有： (5) (6) 1.2 吹扫实验结果 由ACC传热量等于冷却空气吸热量，在实验现场测出汽轮机排汽温度，ACC翅片通道出入口空气温度，冷却风机频率，进而可推算出ACC对数平均温差ΔT0ΔTa和通风量G，由式(1)-(3)算出ACC总平均换热系数便可以评价ACC运行状态。 干式吹扫系统安装在某国产N600-16.7/538/538亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷机组ACC外侧，现场实验中，随机选取30个翅片通道作为测量点W/(m2(K)（设计工况）为清洁工况，所测若干翅片通道的换热系数平均值为ACC总平均传热系数，则由式(4)-(6)可计算灰垢热阻值。由文献[9]可知，灰垢热阻增长曲线Rf如式（7），灰垢热阻Rf与排气压力Pn拟合关系如式（8）： (7) (8) 式中，Rf＊为灰垢热阻的渐近值，(m2·K)/W，易于在线测得；θ为灰垢积聚时间，d；θc为时间常数，d，它可被解释为灰垢在换热面上的平均停留时间；当采用0.3MPa压缩空气，干式吹扫系统可清洗去除43.81%的ACC灰垢，假设灰垢层分布是均匀的，则压缩空气压力与清洗灰垢量为线性关系，如完全清洗掉ACC灰垢约需0.7MPa的压缩空气。 2 ACC清洁度优化管理模型 2.1 优化管理总则 如众周知，运行中ACC性能的优劣是由其总平均换热系数来表征的，而决定换热系数的诸因素中，ACC管束材料、壁厚，翅片材料、厚度、间距等是无法改变的，所以，作为日常的ACC性能管理就只剩下ACC清洁度调节和迎面风速的调节了[10]。为了维持ACC换热面有一定水平的清洁度，就需要采用干式吹扫系统及时而经济地清洗掉运行中不断积