摘要：本文通过对某电厂给水泵汽轮机排汽与主机凝汽器分离的改造进行研究分析，着重描述了背压选择过程及节能效益分析，为同类型机组改造提供了计算依据。
关键词：给水泵汽轮机；背压；节能
一、概述
某电厂国产300MW机组配置1台容量为100％的汽动给水泵，驱动源为给水泵汽轮机，主机为上海汽轮机厂亚临界、一次中间再热、间接空冷抽汽凝汽式机组，给水泵汽轮机排汽与主机排汽使用同一套间接空冷系统，即给水泵汽轮机乏汽排入主机凝汽器中。在夏季高温季节，环境温度对机组真空影响较大，为减小主机凝汽器热负荷，降低循环水温度和排汽温度，提高机组真空，提高机组的经济性。拟增设给水泵汽轮机凝汽器，将给水泵汽轮机排汽排入新增加凝汽器并从主机凝汽器中分流部分排汽，以降低机组背压，提高经济性。
本次改造采用凝汽器配套机械强制通风冷却塔冷却循环水，本文提供了新增凝汽器后机组排汽温度的计算方法，并计算节能效益。
二、公式选用
根据传热学理论，假定不考虑凝汽器与外界大气之间的换热，则排汽凝结时放出的热量等于冷却水带走的热量，其热平衡方程式为
三、排汽温度的计算
1. 基础数据
由于新增凝汽器只在夏季工况运行，根据该电厂夏季实际运行状况时设计背压30kPa左右，选取主机在该工况下的热力性能数据计算。
由于凝汽器的排入热量较多，且焓值不同，为了计算方便，可将所有热量折合成主机排汽焓值下的蒸汽流量，计算得总排汽量745.2t/h，焓值2530.9kJ/kg。
2. 新增凝汽器换热计算
结合电厂实际场地情况，按最大可利用面积布置在选址处，2台机组可配置3座冷却水量为3500m3/h机力通风冷却塔，折合单机循环水量为5250m3/h，配套单台机凝汽器面积为1400m2。由于新增凝汽器后，新增凝汽器的排汽量与主机凝汽器重新分配换热量，但排汽温度近似相同，这样就可以求出两台凝汽器同时运行时的热量分配。
该厂设计干球温度为34.5℃，查询当地气象数据，湿球温度为=26.9℃，根据GBT50392-2006《机械通风冷却塔工艺设计规范》和国内机械通风塔先进制造设计工艺，计算设计数据为循环水冷水温度 =32℃，选择凝汽器换热系数K=2.925kJ/m2℃。根据公式（8）
同样可以得出改造后主机凝汽器排汽温度和换热量之间的关系式。
4. 排汽温度的计算
由于两个凝汽器同时工作时总排气流量为745.2t/h，新增凝汽器换热量作为横坐标，每一点又同时对应一个主机凝汽器换热量。可以利用两个关系式绘制出各自凝汽器的换热特性图，两个曲线交叉点即为排汽温度。
通过绘制，可以得出在主机凝汽器和新增凝汽器分配量为598.3 t/h和146.9t/h时，排汽温度相同为63.4℃。
四、背压的选择和节能效益分析
通过查询饱和水和饱和蒸汽热力性质表，排汽温度为63.4℃时，背压为23.3kPa，比原设计背压30 kPa降低6.7 kPa，根据该机组常年运行经验，背压每下降1 kPa约节煤1.2 g/kWh，共节煤8.04 g/kWh。新增凝汽器运行周期为每年按5-9月，共3600小时，按照75%的负荷率计算，两台机组理论可节约标煤：
2×300MW ×75%×8.04g/kWh×3600h=1.3×104t。
该改造工程节能效益明显，能够大大降低机组热耗。
图1 两凝汽器在不同换热量分配下的换热特性曲线图
五、结束语
由于本文为理论计算，且未考虑管道、容器等自身散热等状况，所得数据为估算值，但是此计算方法和思路可以在工程初设计算经济效益时使用，实际节能效果可在工程投产后通过试验测得。
参考文献：
[1] 西北电力设计院.电力工程水务设计手册[M].北京：中国电力出版社2005：25-36
[2] 杨平正.大型机组多背压凝汽器的研究[J].电力勘测设计2006（05）：7-9
论文作者:赵亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：凝汽器论文; 机组论文; 汽轮机论文; 热量论文; 主机论文; 温度论文; 节能论文; 《防护工程》2018年第31期论文;