文章编号:1008-5688(2001)01-0093-05凝汽器总平均传热系数的工程计算陈煜博(东北大学热能系,沈阳110006)摘要:介绍了适合我国进口汽轮机组凝汽器的总平均传热系数的几种常用算法,并指出应用时应注意的问题.关键词:总平均传热系数;凝汽器;临界负荷;修正参数中图分类号:TK05文献标识码:A我们知道凝汽器设计的主要任务是根据给定的工作条件来确定所需的换热面积F.凝汽器总的换热面积F通常是按冷却管的外径计算的,其值可由F=Q确定.式中:k称为总kλtm平均传热系数.但实际上,在凝汽器换热面积的不同区段,由于蒸汽参数、空气相对含量、冷却水参数和局部冷却管的排列形式等都不相同,因而各区段内的传热系数也不相同,这说明用平均传热系数来确定凝汽器的换热面积具有一定的误差.在工程设计中,计算总平均传热系数的方法有很多种,考虑到目前我国进口有各主要国家的机组,这些机组的制造厂家各有自己的总平均传热系数的计算方法,为应用方便,现将有代表性的几种介绍如下.1美国传热学会(HEI)公式美国传热学会(HeatExchangerInstitute)颁布的《表面式蒸汽冷凝器标准》(第7版)W/(m21k=k0β3βtβm(1)式中:kO———壁厚1124mm,海军黄铜制作的新管子在冷却水入口温度twi=21℃条件下的基本平均传热系数,它可由管子外径d1(mm)和冷却水流速vw(m/s)按下式规定W/(m21K).系数Cd可按管子外径由表1查得.Cdvwβ3———考虑管子内壁情况的修正系数,它可由表2选取.βt———冷却水入口温度修正系数.它可由图1查得.βm———管材和壁厚修正系数,其值见表3.收稿日期:2000—12—21作者简介:陈煜博(19702),男(满族),吉林省吉林市人,主要从事热能工程研究,发表论文2篇194辽宁师专学报2001年第1期表1管径修正系数表2管内壁清洁情况修正系数表3管材与壁厚修正系数应注意的是,式(1)用于蒸汽负荷率在40kg/(m21h)以上的凝汽器时,应对蒸汽负荷率的影响进行修正,以确促其精确性.2别尔曼公式原苏联在1982年颁布的《火力和原子能电厂大功率汽轮机表面式凝汽器热力计算指示》中规定:凝汽器总平均传热系数按下述别尔曼公式确定:k=4070β3βtβzβlβv(2)这是根据真空系统严密性良好的固定式汽轮机凝汽器在冷却水入口温度tωi=45℃冷却管材管壁厚度(mm)112411471165锡黄铜铝黄铜蒙氏合金铝青铜铜镍合金铜镍合金不锈钢11001960196019001900183015801980194019401870187018001560196019101910184018401760154管子与水质情况β3直流供水和清洁水循环供水和化学水(氯化,二氧化碳)的水污胀水和可能形成矿物沉淀的水新管具有自动高效清洗的凝汽器管钛冷却管0180～01850175～01800165～01750180～018501850190d1(mm)16～1922～2528～3235～3841～4548～51Cd274727062665262325822541陈煜博凝汽器总平均传热系数的工程计算95水平均流速vw=1～215m/s情况下的实验结果整理出来的经验公式,它是对50年代别尔曼提出的原公式的修改.式中:β3为考虑管壁清洁状况的修正系数,它由决定于供水情况的系数βw和决定于管材和壁厚的系数βm确定,即β3=βwβm,βw由表4查得.βm=0185～110,对于壁厚1mm的黄铜壁,βm=110;对于铜镍合金管,βm=0195,对于不锈钢管,βm=0185.111vwx式中βv———冷却水流度修正系数,其表达式为βv=4(3)d1表4水质修正系数βw式中:d1———冷却管内径,x———与β3和冷却水入口温度有关的当x系数,x=0112β3(1+0115tωi)≤016时,β3当x>016时,x=016β3β3βt———冷却水入口温度修正系数,当tωi≤35℃时,β1=1-bβ3(35-tωi)2×10-3,=0152-010072ds当35℃<tωi<45℃时,βt=1+01002(tωi-35)ds———凝汽器的蒸汽负荷率,g/(m21s).bβl———考虑凝汽器蒸汽负荷率影响的修正系数.当凝汽器在设计负荷Dn下Ds或≥1的sDcrs情况下,βl=110DsDsDs当<1时,βl=(2-)DcrDcrDcrsss式中:Dcr———凝汽器的临界负荷,s它和设计负荷有着如下关系:Dcrn(018-0101tωi)Ds=sβz———考虑冷却水流程数影响的修正参数.它和流程数z和tωi的关系为βz=1+z-2(1-tωi)1545图2是由清洁系数β3=018时,单流程和双流程黄铜管凝汽器总平均传热系数和tωi及B=111vω值的关系曲线.由图可见,在同样的B值和tωi值下,双流程凝汽器的总平均传热系4d1数都比单流程的要高出1～...