基于凝汽器强化传热技术的循环水系统节水研究

摘要

循环冷却水系统耗水量在电厂总耗水量中占有很大比重，是电厂节水工作的重中之重。同时，循环水系统节水工作的开展不仅可以节约大量的水资源，而且减少污水排放量，保护环境，具有很大的经济、环境和社会效益。因此研究循环水系统节水问题具有非常重要的现实意义。 提高循环浓缩倍率无疑可以达到节约循环水的目的，但浓缩倍率的提高使得循环水水质变差，使其产生结垢倾向，在凝汽器水侧积结污垢，从而导致凝汽器换热效果下降，进而影响影响凝汽器真空。前人对循环水系统节水的研究主要是研制新型化学水处理药剂，使循环水系统在较高的浓缩倍率下运行也不易结垢，但是使用新型药剂必然会大大增加化学水处理成本，从而增加总的发电成本。为此，本文提出一种在不改变化学水处理方法的情况下提高循环浓缩倍率，通过强化传热技术来弥补由于凝汽器水侧结垢所降低的换热效果，即在保证凝汽器换热效果的前提下达到循环水节水的目的。 本文首先从提高凝汽器汽侧换热系数和降低凝汽器入口循环水温两个方面介绍了前人在凝汽器强化传热技术研究方面取得的成果，这些研究成果为文中提出的节水思路提供了研究前提和实践基础。接着，引入临界污垢热阻的概念，作为联系凝汽器传热效果和循环水水质特征的“桥梁”。然后，借助于渐近污垢热阻模型分别推导出了在不影响凝汽器换热效果的前提下提高凝汽器汽侧换热系数和降低凝汽器入口循环水温所引起的循环浓缩倍率增量的计算式。将该浓缩倍率增量的计算式代入循环水系统中各部分水量间的关系式，得到了上述两种情况下所对应的循环水系统节水效益计算式。最后，通过对某电厂300MW机组凝汽器设计和循环水系统运行数据进行实例计算，验证了该节水量计算式，同时为该方法在现场中的推广和应用提供了数据支持。 分析结果表明，凝汽器强化传热技术，不仅可以提高其换热效果同时对循环水系统节水也有重要贡献。在换热效果不变的前提下，提高凝汽器换热管汽侧换热系数和降低凝汽器入口循环水温可使临界污垢热阻增大，进而可以相应地提高循环水的浓缩倍率，达到节约循环水补水和减少排污量的目的。凝汽器强化传热技术与循环浓缩倍率增量以及节水量之间满足一定的定量关系。通过实例计算发现，现场中计算凝汽器强化传热技术引起的循环水系统节水量时，可以通过文中给出的节水率变化曲线，确定不同冷却塔蒸发损失率所对应的循环水节水率，进而确定节水量。 @本课题的研究成果开辟了循环水系统节水研究的新思路，并为循环水系统节水研究工作向纵深发展提供了理论依据，同时也为凝汽器强化传热技术在现场中的推广应用提供了有利的支持。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第一章绪论

第二章相关理论研究现状

第三章基于凝汽器汽侧实现珠状冷凝的循环水系统节水研究

第四章基于凝汽器入口循环水温降低的循环水系统节水研究

第五章循环水系统节水量计算实例

第六章结论

第七章展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文