开题报告_张保强

成人高等教育

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毕业设计（论文）开题报告

题 目：运行中汽轮机系统真空下降原因分析

专 业 热能与动力工程 类 别 函 授 层 次 专 升 本 学 生 张保强 函 授 站 威海 学 号 C1042411105 指导教师 开题报告日期 2012年 06月

哈尔滨工业大学

2012年06月

哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）

说 明

一、开题报告应包括下列主要内容：

1．课题来源及研究的目的和意义； 2．国内外在该方向的研究现状及分析； 3．主要研究内容；

4．研究方案及进度安排，预期达到的目标； 5．为完成课题已具备和所需的条件和经费；

6．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 7．主要参考文献。 二、对开题报告的要求

1．开题报告的字数应在3000字以上；

2．阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料原则上应不少于三分之一。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 3．参考文献按在开题报告中出现的次序列出；

4．参考文献书写顺序：序号 作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页。

三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。

四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交成人教育学院教学调度保存，

以备检查。

指导教师评语：

指导教师签字： 检查日期：

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一、 论文的研究目的与研究意义

在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性。汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少，除了经济性降低，汽轮机出力也会降低；排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，汽轮机产生振动；排汽温度过高，可能会引起凝汽器的铜管胀口松弛，破坏凝汽器的严密性；使轴向推力明显增加；真空下降使排汽容积流量减小，产生涡流及漩流，同时产生较大的激振力，易使未级叶片损坏；而凝汽器真空度又是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，如机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1%。因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空；是每个发电厂节能的重要内容。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽气器的工作状况等因素制约。因此有必要分析机组凝汽器真空度下降的原因，找出预防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行,直接提高整个汽轮机组的热经济性。

二、国内外研究现状与分析

凝汽器传热系数研究现状 凝汽器又称冷凝器，它是一种热交换器，是汽轮机凝汽设备的主要设备，它使得蒸汽在凝汽器中不断凝结成水，供锅炉使用。凝汽器在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力，增大机组的理想比焓降，提高汽轮机组热经济性；同时当凝结水被加热时，还能除掉一部分溶解氧，所以凝汽器还起到真空式除氧器的作用。 国内先后对凝汽器传热系数模型进行了研究，主要集中在已有的传统计算公式苏联ＢｎＩ和美国ＨⅡ基础上，进行修正和改进，进一步研究和探讨了影响传热系数的诸多因素，取得了一定的成果““９－１３Ｊｏ 在凝汽器热力计算中，凝汽器传热系数一般采用传统的美国ＨＥ喊前苏联ＢＴＨ的经验公式。经验公式根据运行经验对进水温度、循环水流速、水侧污垢影响等进行修正。但是由于凝汽器传热系数不仅与运行参数和负荷有关，而且还与凝汽器管束布置、水侧管壁清洁程度和汽侧漏入的空气量有关。而ＢＴＨ传统经验公式未考虑凝汽器管束布置和汽侧漏入空气的影响，ＨＥＩ经验公式对管束布置、蒸汽负荷和汽侧漏入空气的影响也均未考虑，使得在应用中存在较大的误差。由于水侧污垢受到生成机理、冷却水水质、水速以及管束结构等因素的影响，而汽侧漏入空气量受到真空严密性和抽汽设备性能以及凝汽器运行工况等因素的影响，使得实际计算中，水侧污垢和汽侧漏入空气的影响很难确定。近年来，凝汽器传热系数模型的研究主要是管束布置和水侧污垢影响，取得了一定的成果。对汽侧漏入空气的影响研究相对较少，一方面是汽侧漏入空气量难以准确确定以及其的影响与水侧污垢的影响难以区分开；另一方面是当汽侧漏入空气影响较大时，

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表现为端差迅速增大、真空剧降，不仅降低机组经济效益，而且会危及机组安全，把它作为故障处理，而汽侧漏入空气影响较小时，又忽略它对传热系数的影响。 ２ 此外一些研究利用传热理论，将凝汽器传热过程分解成四部分：蒸汽凝结放热、管束导热、污垢热阻导热和水侧对流传热，分别求解得到凝汽器总传热系数。但是由于凝汽器管束数晕巨大，蒸汽在庞大的冷却管束中凝结放热和水侧对流传热，受到一系列流体动力因素、丁况变化因素的影响，凝汽器的每一根冷却管甚至同一根冷却管的各段上的传热情况各异，所以难以用理式来描述如此多数量管束的传热变化规律，使得这种计算凝汽器传热系数的方法应用比较少。 近十几年来，国内外先后开展了凝汽器数值模拟方面的研究，并发展了一些实用的数值方法和相应的计算机程序ｆ１４－２０１。计算机数学模拟方法对汽轮机凝汽器进行了深入细致的研究，取得了一些成果。但是这些研究主要是根据流体流场的参数（如压力、温度等）的分布情况模拟凝汽器传热传热情况，主要用于评估凝汽器设计情况，难以简捷地运用在真空系统的性能计算上，利用计算机数值模拟进行凝汽器性能计算模型和经济运行优化的研究比较欠缺。 一般评价凝汽器管束的传热效果是在冷却水温、冷却水流速、负荷相同及管材相同或相近的条件下根据其总体传热系数的大小来评价。但当以机组的实际运行参数计算得到凝汽器实际传热系数来评估管束传热效果时，很难有两台机组的凝汽器的运行参数及负荷完全相同，从而无法比较两台凝汽器管束布置对传热效果的影响。当采用ＢＴＨ或ＨＥＩ公式计算凝汽器的总体传热系数时，虽然可对不同的运行参数及负荷进行修正，又由于缺乏汽侧条件的修正项，难以确定凝汽器管束的影响””。因此利用管束布置修正系数来体现凝汽器管束传热的效果，它定义为凝汽器在真空严密性良好（由真空严密性试验确定）和水侧清洁情况（大修后），水侧污垢影响和汽侧漏入空气的影响取设计值时，实际运行参数计算得到的传热系数与经验公式计算得到的传热系数之比。它体现了管束布置单独对传热系数的影响。研究主要集中在管束布置修正系数的概念和求解方法上，一些研究”４１认为管束布置修正系数是不变的，主要由凝汽器管束布置情况决定；而另一些研究ｆＴ〕表明，管束布置修正系数不仅与管束布置有关，还受到蒸汽负荷的影响。 凝汽器水侧水质对传热系数的影响用清洁率来评估。国内李勇”２ ２２－２３〕，对此进行了大量的研究，凝汽器实际运行中，需要考虑管束布置系数的修正和汽侧漏入空气量的修正。

三、主要研究内容

运行中汽轮机系统真空下降原因分析

第一节 凝汽设备的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 第二节 凝汽设备的运行监督与工作原理„„„„„„„„„„ 2

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第二章 汽轮机真空下降的原因„„„„„„„„„„„„„„ 4 第一节 汽轮机真空下降的主要特征„„„„„„„„„„„„ 5 第二节 汽轮机真空度下降的原因分析„„„„„„„„„„„ 5 第三章 汽轮机真空度下降的预防措施„„„„„„„„„„„ 11 第四章 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 13 四、 研究方案及进度安排

1． 研究方法

在研究中，以一个较新的角度，从方法、观念、组织和手段入手，收集相关资料，实地考察，总结经验，从而得出降低汽轮机真空下降控制措施。 2． 研究思路

经过查阅资料和实地考察，总结经验，分析运行中汽轮机系统真空下降的原因，从而采取控制措施。 3． 进度安排

2012.03——2012.04 调研、收集数据和各种资料 2012.04——2012.05 论文开题

2012.05——2011.06 论文初稿完成，按照老师的要求，进行继续修改 2011.06——2011.07 修改论文，定稿，答辩 4． 预期达到的目标

提交符合学位管理条例的成人教育本科毕业论文

五、为完成论文已具备和所需的条件

已经进行了大量的文献检索工作，阅读了大量相关书籍，具备了一定的理论基础。对论文的写作目的及需要进行的准备工作已有基本明确的思路和计划。

图书馆及电子阅览室基本能够提供研究和撰写论文所需的图书、资料和文献，基本可以保证课题研究和论文撰写的工作顺利进行。

为了更好的完成论文的写作，需要的企业资料和数据，尤其是外文资料的收集收集过程中将会遇到很大困难，需要有关方面的大力支持。

六、研究过程中可能遇到的困难及解决措施

论文的撰写过程中，由于需要大量的国内外的文献资料，尤其是涉及电力专业的

资料较难收集，本人将会在能力范围内广泛收集资料。

解决办法：借助学校图书馆、网络和其他社会资源广泛收集资料，多向导师请教，交流思想，并寻求专业人士的帮助和指导。

七、主要参考文献

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耿宝林：《汽轮机技术问答》石家庄自动化技术公司 1991 余国泰：《电厂热力设备及运行》 北京：中国电力出版社 1997 韩中和：《火电厂汽机设备及运行》 北京：中国电力出版社 2002 刘爱忠：《汽轮机设备及运行》北京：中国电力出版社.2003． 胡念苏：《汽轮机设备及系统》北京：中国电力出版设 2003 王国清：《汽轮机设备运行技术问答》北京：中国电力出版设 2004 靳智平：王毅林：《 汽轮机原理及系统》北京：中国电力出版社. 2004 邹玉波：《凝汽轮机真空下降的原因分析及预防》热电技术. 2004.

王加璇、姚文达《电厂热力设备及运行》中国电力出版 2004 张磊：《汽轮机运行技术问答》中国电力出版 2004