一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法

摘要

本发明公开了一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法，该方法基于凝汽器系统，在凝汽器系统上不同的位置设置不同的压力测点，本发明通过测量不同位置的压力，持续监测过程的冷却水阻和过程的管端水阻，通过过程的冷却水阻和过程的管端水阻计算过程的水侧阻垢系数；当过程的水侧阻垢系数逐渐改变并超过设定值时，冷却管束水侧进行清理。本发明的方法压力测点的合理布置、理论计算、对比分析，可有效的监测凝汽器冷却管束水侧阻垢，正确的指导运行实践。

说明书

技术领域

本发明属于燃煤机组节能降耗领域，涉及一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法。

背景技术

凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备，是汽轮机组(汽轮机装置)的重要组成部分。在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。循环冷却水是凝汽器内的冷源介质，凝汽器在长期投运中，循环冷却水会在凝汽器冷却管壁内侧代入或形成污垢，导致循环水系统管道阻力增加、凝汽器传热性能下降等一系列问题。

冷却水阻的计算是凝汽器热力设计的组成部分。冷却水阻是进行凝汽器优化热力设计时确定循环水泵扬程必不可少的参数。冷却水阻系数指冷却水从凝汽器进水接管起至出水接管的整个流动过程中发生的阻力，因此冷却水阻主要包含三部分：冷却水流在冷却管内产生的摩擦损失，它决定于冷却管内的流速、冷却水流经冷却管的长度及冷却管内径；冷却水自水室空间流入冷却管及自冷却管流入水室空间时产生的局部损失(简称管端损失，主要取决于冷却管内流速)；冷却水自进水接管流入水室空间以及自水室空间流入出水接管时产生的局部损失(分别简称水室进口损失及水室出口损失，主要取决于接管内流速)。

单纯的通过冷却水阻的计算可以粗略的判断凝汽器水侧阻垢的程度，但影响冷却水阻的因素很多，以图1典型火电机组循环系统图为例，首先，冷却水阻与循环水量有关，但大型火电机组的循环水量在万级以上，缺乏很好的在线监测手段；其次，循环水量的大小与整个循环水系统的运行状况有关，循环水泵的启停方式或循环水系统阻力等。因此，若冷却水阻增加，可能是由于凝汽器水侧阻垢增加引起的，也有可能是由于循环水流量增大引起的，或者两者均产生影响，使得利用冷却水阻来判断凝汽器水侧阻垢稍显不足。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法，以解决现有的火电机组中缺乏监测凝汽器冷却管束水侧阻垢方法的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法，包括以下步骤：

步骤1，凝汽器使用初期或凝汽器清洗后，测量初始的冷却水阻和初始的管端水阻，通过初始的冷却水阻和初始的管端水阻计算水侧阻垢系数的基准值；所述管端水阻为管端进口阻力或管端出口阻力；

步骤2，持续测量过程的冷却水阻和过程的管端水阻，通过过程的冷却水阻和过程的管端水阻计算过程的水侧阻垢系数；当过程的水侧阻垢系数逐渐改变并超过设定值时，冷却管束水侧进行清理。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述冷却水阻为冷却水进水管道出口和冷却水出口管道进口之间的冷却水压力差；

优选的，所述管端进口阻力为冷却水进水管道出口和循环冷却水管道进口上端之间的压力差。

优选的，所述管端出口阻力为循环冷却水管道出口中点和冷却水出水管道进口之间的压力差。

优选的，所述水侧阻垢系数c的计算方法为：

其中，Kc为管端阻力系数，为定值；K为凝汽器阻力系数，随着冷却管束水侧阻垢的变化而变化；ΔP

优选的，冷却水阻的计算公式：

ΔP＝KQ

式中：ΔP为冷却水阻，kPa；K为凝汽器阻力系数；Q为循环冷却水流量，kg/s。

优选的，，ΔP

ΔP

式中：ΔP

优选的，步骤1中，促进冷却水进入凝汽器的泵为单泵或两机三泵，每一种泵具有各自的水侧阻垢系数的基准值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种凝汽器冷却管束水侧阻垢监测方法，该方法基于凝汽器系统，在凝汽器系统上不同的位置设置不同的压力测点，本发明通过测量不同位置的压力，持续监测过程的冷却水阻和过程的管端水阻，通过过程的冷却水阻和过程的管端水阻计算过程的水侧阻垢系数；当过程的水侧阻垢系数逐渐改变并超过设定值时，冷却管束水侧进行清理。本发明的方法压力测点的合理布置、理论计算、对比分析，可有效的监测凝汽器冷却管束水侧阻垢，正确的指导运行实践。

附图说明

图1为典型火电机组循环系统图；

图2为凝汽器的内部结构示意图。

其中，1-换热箱体；2-蒸汽进口；3-循环冷却水管道；4-凝结水出口；5-冷却水进水管道；6-冷却水出口管道；7-自然通风冷却塔；8-循环水泵；9-凝汽器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1为凝汽器的结构示意图。凝汽器包括换热箱体1，换热箱体1的上端为蒸汽进口2，换热箱体1中通入有循环冷却水管道3，换热箱体1的底部设置有凝结水出口4。循环冷却水管道3进口的下端和冷却水进水管道5连通，循环冷却管道3出口的下端和冷却水出口管道6连通。冷却水进水管道5中的循环冷却水进入循环水管道3中，流动过程中将从蒸汽进口2进入的蒸汽冷却后，从循环水管道3的出口，然后经由冷却水出口管道6流出，蒸汽被冷却成为凝结水，从凝结水出口4中流出。冷却水阻指压力P1和压力P2的压力差ΔP，即冷却水进水管道5的出口和冷却水出口管道6进口之间的冷却水压力差。

参见图2，从自然通风冷却塔7输出的冷却水通过循环水泵8的加压进入凝汽器9中。

压力测点的布置方式如图1所示，压力测点P1，压力测点P2，压力测点P3和压力测点P4；压力测点P1在冷却水进水管道5和循环冷却水管道3进口的连接处，压力测点P2在冷却水出水管道6和循环水冷却水管道3出口的连接处，压力测点P3在循环冷却水管道3进口的上端，压力测点P4在循环冷却水管道3出口的中点上。其中，压力测点P1和压力测点P2为一组，用来计算冷却水阻ΔP；若凝汽器为单流程型式，可选择压力测点P1和压力测点P4为一组或压力测点P2和压力测点P3为一组；若凝汽器为双流程型式，可选择压力测点P2和压力测点P3为一组，用来计算管端进口阻力ΔPa或管端出口阻力ΔPb。其中：

ΔP＝KQ

式中：ΔP—冷却水阻，kPa；

K—凝汽器阻力系数；

Q—循环冷却水流量，kg/s。

ΔP

式中：ΔP

Kc—管端阻力系数；

Q—循环冷却水流量，kg/s。

式中：c—水侧阻垢系数。

当凝汽器投产之初或凝汽器清洗后，同时进行初始的ΔP和初始的管端水阻ΔP

实施例

当凝汽器投产之初或凝汽器清洗后，同时进行冷却水阻ΔP和管端水阻ΔP

表1

凝汽器长期投运后，不同循环水泵运行方式下，与相应的水侧阻垢系数基准值进行对比，若水侧阻垢系数c增加，则表示水侧阻垢变大，该值方便计算并可连续监测，若短时间突变，则表明有不明物体进入凝汽器水侧造成卡涩，或是胶球系统投运后，有胶球在凝汽器冷却管束内卡涩；若长时间渐变，则表明循环冷却水长期冲刷、污垢沉积造成了凝汽器冷却管束阻垢增加。当水侧阻垢系数c超出一定的范围，建议对凝汽器进行清理工作。该方法可有效的监测凝汽器冷却管束水侧阻垢，正确的指导运行实践。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。