火電空冷會議論文-直接空冷機(jī)組排汽管道系統(tǒng)阻力測試分析

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1、第七屆全國火電空冷機(jī)組技術(shù)交流研討會論文集直接空冷機(jī)組排汽管道系統(tǒng)阻力測試分析石志奎　惠　超　郭曉克（東北電力設(shè)計(jì)院　吉林　長春　130021）【摘要】針對目前直接空冷機(jī)組排汽管道系統(tǒng)大多配置排汽裝置，因其阻力大、影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等問題，根據(jù)兩個典型機(jī)組的實(shí)際現(xiàn)場測試結(jié)果進(jìn)行分析提出了改進(jìn)措施：建議排汽管道系統(tǒng)取消排汽裝置?！娟P(guān)鍵詞】直接空冷　排汽裝置　排汽管道系統(tǒng)　排汽管道　阻力0　前言近年來，在我國的三北地區(qū)相繼建設(shè)了一大批大中容量的直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)時為了簡化汽水系統(tǒng)（包括管道和設(shè)備），

2、減少排汽管道對低壓缸排汽口的推力，大多增設(shè)了帶除氧功能的排汽裝置。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡化，除氧效果好。直接空冷機(jī)組排汽管道系統(tǒng)的作用是將汽輪機(jī)做功后的乏汽送至空冷平臺上的各列凝汽器，排汽管道系統(tǒng)包括排汽裝置（如果有）、排汽管道、管件和閥門。而排汽管道僅僅是排汽裝置出口至空冷凝汽器入口之間的圓形管道（包括管件和閥門），如果不設(shè)排汽裝置，排汽管道就是低壓缸排汽口至空冷凝汽器入口之間的圓形管道。對于高位布置的排汽管道，整個排汽管道由主水平管道、主垂直管道水平分配管道，上升直管等組成。對于600MW空冷機(jī)組其排汽管道

3、大多采用高位布置，少量采用樹型（或叫V型）布置。本文僅對600MW等級直接空冷機(jī)組排汽管道系統(tǒng)進(jìn)行探討。1　排汽管道系統(tǒng)阻力計(jì)算方法排汽管道系統(tǒng)阻力計(jì)算方法通常采用數(shù)值模擬的方法借助CFD（計(jì)算流體動力學(xué)）軟件進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提供最終全參數(shù)的數(shù)據(jù)分析，給出能夠?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)提供依據(jù)的研究結(jié)論，提出排汽管道在各種工況下的總壓降和典型管件的阻力系數(shù)，給出管道中各阻力構(gòu)件的沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)。排汽管道內(nèi)的流體流動過程是有一定含液量的汽液兩相流動，通過數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果，得到阻力系數(shù)與管道結(jié)構(gòu)、流體物性

4、以及流動狀態(tài)的關(guān)系，然后采用與單相流體阻力計(jì)算相似的計(jì)算方法可以計(jì)算實(shí)際排汽管道的壓降。摩擦阻力計(jì)算方法（1）135第七屆全國火電空冷機(jī)組技術(shù)交流研討會論文集局部阻力計(jì)算（2）式中：—摩擦壓力損失和局部阻力損失，Pa；—摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)；通過數(shù)值模擬的方法獲得;l，d—管段長度和管子直徑，m；為混合流體的平均密度，；為截面含液率；在排汽管道內(nèi)，液相的密度遠(yuǎn)大于汽相，但是含液率卻很低（一般小于10%），所以液滴所占據(jù)的面積份額非常小，含液率為8%時，截面含液率在1x10-4的范圍內(nèi)，因此完全可以

5、忽略不計(jì)，可以認(rèn)為混合物的密度為濕蒸汽的密度。由數(shù)模實(shí)驗(yàn)可以得出排汽管道各個局部構(gòu)件的局部阻力系數(shù)，按照公式（1）或公式（2）結(jié)合實(shí)際排汽管道的參數(shù)即可計(jì)算出實(shí)際排汽管道的各個部分壓降。2　排汽管道系統(tǒng)阻力測試為了深入掌握排汽管道系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行阻力情況，現(xiàn)收集了兩個運(yùn)行電廠的實(shí)測值。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)測值進(jìn)行分析研究。其中A電廠測試范圍是整個排汽管道系統(tǒng)，B電廠測試范圍僅是排汽裝置及其之后的匯流對稱Y型三通。2.1　某A電廠排汽管道阻力現(xiàn)場測試記錄某投產(chǎn)A電廠汽輪機(jī)為660MW超臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸

6、（高中壓合缸和一個低壓缸）兩排汽直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，型號為NZK660-24.5/566/566-2，由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司制造，汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范見表2.1.1，排汽裝置技術(shù)規(guī)范見表2.1.2。為了掌握排汽裝置和排汽管道的實(shí)際運(yùn)行性能，該電廠決定對其汽輪機(jī)排汽裝置和排汽管道進(jìn)行性能試驗(yàn)。處理后的測試數(shù)據(jù)列表于表2.1.3。在排汽裝置壓損計(jì)算中，低壓缸排汽壓力為性能試驗(yàn)測點(diǎn)，排汽裝置出口壓力為DCS測點(diǎn)。排汽裝置壓損=低壓缸排汽壓力─排汽裝置出口壓力。表2.1.1　A電廠汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)范名稱單位設(shè)計(jì)數(shù)

7、據(jù)型號NZK660-24.5/566/566-2型式超臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、直接空冷凝汽式T－MCR工況汽輪機(jī)排汽壓力KPa16135第七屆全國火電空冷機(jī)組技術(shù)交流研討會論文集汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組功率MW699.4603汽輪機(jī)排汽量t/h1330.79排汽焓kJ/kg2449.3表2.1.2　A電廠排汽裝置參數(shù)如下：名稱單位設(shè)計(jì)值進(jìn)汽口尺寸mm7074×7530排汽口尺寸mm2XΦ6020×20凝結(jié)水箱尺寸mm9900×13030正常水位mm1200高一水位mm1400高二水位mm報(bào)警水位16

8、00低一水位mm1000低二水位mm800表2.1.3　A電廠處理后的測試數(shù)據(jù)試驗(yàn)參數(shù)單位TMCR工況低壓缸排汽壓力1kPa17.206低壓缸排汽壓力2kPa17.169排汽裝置出口壓力(DCS測點(diǎn))kPa16.350凝汽器#1排進(jìn)口壓力kPa14.969凝汽器#3排進(jìn)口壓力kPa14.795凝汽器#1排聯(lián)箱壓力(#6逆流風(fēng)機(jī)位置)kPa15.260低壓缸排汽壓力平均值kPa17.188凝汽器進(jìn)口壓力平均值kPa14.882排汽裝置壓降kP