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目前国内电厂普遍采用水冷或空冷式凝汽器,水冷式凝汽器实质在于以消耗大量的水来减少煤耗,即以多耗水来提高系统的冷却效率,提高发电量并减少煤耗,或是以多耗煤来增加发电量,并采用空冷式凝汽器给汽轮机排汽降温,达到减少水耗的目的。这两种冷凝方式其中一种耗水量较大,另一种耗能比较大,不符合国家“十二五”规划的节能、节水政策。作为汽轮机发电机组的重要冷端设备之一,凝汽器工作性能的好坏对整个机组的和经济性都是十分重要的指标。因此,研究和开发出更加高效合理的凝汽器势在必行。 本文在蒸发式冷凝器的基础上提出一种新型蒸发式椭圆扁管凝汽器。其结构特点为:换热管采用单程大椭圆扁管结构,前管箱为天圆地方型的蒸汽分配管箱,所有换热管安装采用前高后低的形式,在最上层换热管内流体为低进高出,在出口处设置抽真空口,凝结水在集水箱的下部流出。整体结构继承了蒸发式冷凝器的结构优势,所以该蒸发式凝汽器占地面积小,节能节水,换热效率高,汽阻低、过冷度低,比常规直接空冷式和水冷式凝汽器有更好的热经济效益。 根据电厂运行的实际需要,结合洛阳隆华传热节能股份有限公司承接电厂项目实例,搭建蒸发式椭圆扁管凝汽器实验平台,对蒸发式凝汽器进行实验研究,分析了风速、喷淋水量等参数对蒸发式凝汽器换热系数的影响,并通过实验数据分析得出了换热系数的关联式。这些结果有利于对蒸发式凝汽器进行优化设计,并改善蒸发式凝汽器的换热性能。 实验结果表明:管外喷淋水量最佳值为0.4~0.5 L?m-2?s-1,超过该喷淋水量,管外液膜过厚,反而恶化换热性能;在一定喷淋水量和管间风速范围内,管间风速的增大可以提高管外换热系数和总换热系数,但过高的管间风速又会破坏管束外部的液膜,从而恶化换热效果,管间风速最高不宜超过5m/s;在本实验研究范围内,蒸发式凝汽器的最大换热系数为1400W?m-2?K-1。 蒸发式椭圆扁管凝汽器结构更加紧凑,传热效率高,运行稳定,在电厂工程应用期间,供电标准煤耗降低约8g/kW·h节能效果明显,工程应用证明其具有良好的节能节水效果,值得在我国缺水地区大规模推广应用。