加强外部协助实现资源共享、优势互补,陕煤石门发电公司再次实现技术突破,2023年同西安某动力科技有限公司合作顺利完成四号机凝汽器提效优化研究,节能降耗效益显著。
公司四号机凝汽器长周期运行暴露出一系列问题,影响到机组安全经济运行,凝汽器换热管束热负荷分布不均、总体传热系数降低、汽阻大;换热铜管减薄易发生冷却管断裂、渗漏、端差大等现象;凝汽器背压长期高于设计值,公司2023年度开展凝汽器提效研究。
为了实现凝汽器提效优化研究目标,陕煤石门发电公司组织汽机专业和运行专业进行真空严密性试验和循环水系统运行优化调整等试验,积累了不同工况基础数据。查阅设计图纸,分析问题的主要矛盾,为实现凝汽器提效优化研究提供依据。公司依托西安某科技公司在流体仿真和数值模拟方面优势,开展优化方案论证,最终完成凝汽器提效优化方案,其优势主要表现在以下五个方面:一是在凝汽器管束布局方面提出增设蒸汽通道,采用新型X型管束布置方式替代原有向心型布置方式,有利于一部分蒸汽引至凝汽器的下方直达热井水面,对凝结水进行良好的回热,以消除过冷度并提高除氧效果;二是在凝汽器布管方面,蒸汽从管束外围进入管束,大部分蒸汽在管束区凝结完毕,剩余的汽气混合物在管束中部集中汇流进入抽气管,由于抽空气区空气分压力高,抽出物中的蒸汽量大大减少;三是简化凝汽器喉部进汽支撑钢架,原凝汽器喉部为空间紧密、流场混乱的十字形网架,喉部空间紧密,扰乱了喉部排汽流场,凝汽器改造时在保障支撑强度的情况下减少支撑管件数量,优化凝汽器喉部网架为斜撑结构,降低了喉部排汽压力;四是保持原凝汽器整体结构,增加冷却管有效长度,增加换热面积约1500㎡;五是对冷却管材质升级,用TP304不锈钢管替换原凝汽器老化、减薄、点蚀、频繁泄漏地铜管,对所有换热管焊口使用胀接+焊接的方式,应用自动焊接代替人工焊接,增强凝汽器管束的严密性和整体稳定性。四号机凝汽器提效优化达到预期目标,BMCR工况下较优化前,凝汽器背压降低了1.34kPa,凝结水过冷度降低了2.036℃,凝汽器传热端差降低了3.404℃,提高了换热效率,凝汽器优化后机组运行真空提高0.8kPa,降低煤耗约1.8g/kWh,单台机组按年发15亿千瓦时计算,年节约成本约270万元。
陕煤石门发电公司开展外部协作方式完成了四号机组凝汽器提效优化研究,达到预期目标,项目培养了一支善于创新的科研团队,公司将继续加强校企合作,充分利用社会资源广泛开展科研活动,提升企业核心竞争力,助力集团公司高质量发展。(申明 方凯)