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凝汽器污臟程度在線監(jiān)測儀的研制
摘要：提出了一種在線監(jiān)測凝汽器污臟程度的新方法。該方法將傳熱端差作為研究對象，綜合考慮各因素對端差的影響，運用神經(jīng)網(wǎng)絡建模技術成功地實現(xiàn)了凝汽器污臟、工況參數(shù)變化對端差影響的分離，可準確地在線監(jiān)測凝汽器污臟程度。介紹了根據(jù)此方法研制的以DSP為核心的監(jiān)測儀，并進行了現(xiàn)場試驗，試驗結果證明了該儀器的有效性。關鍵詞：凝汽器污臟 傳熱端差 在線監(jiān)測 神經(jīng)網(wǎng)絡 DSP
凝汽器是火力發(fā)電廠的大型換熱設備，其作用是將汽輪機做功后的低溫蒸汽凝結為水，以提高熱力循環(huán)的效率。圖1為表面式凝汽器的結構示意圖。
凝汽器運行時，冷卻水從前水室的下半部分進來，通過冷卻水管（換熱管）進入后水室，向上折轉(zhuǎn)，再經(jīng)上半部分冷卻水管流向前水室，最后排出。低溫蒸汽則由進汽口進來，經(jīng)過冷卻水管之間的縫隙往下流動，向管壁放熱后凝結為水。在此工作過程中，由于冷卻水質(zhì)的不潔凈，致使銅管內(nèi)壁積聚了一些不利于傳熱的固態(tài)混合物（稱之為污垢）。污垢的存在降低了換熱面的傳熱能力，從而降低了汽輪機效率，因此必須對其進行清洗。如何定量地測定凝汽器的污臟程度，以便為凝汽器的合理清洗提供依據(jù)，是許多學者都在探討的問題。歸納起來，已提出的方法大致有以下幾種：
（1）通過測量污垢熱阻來判斷凝汽器污臟程度。
（2）通過測量凝汽器出口、入口水室之間的水流阻力來判斷凝汽器污臟程度。
（3）通過計算傳熱系數(shù)來判斷凝汽器污臟程度。
熱阻法能較準確地測定凝汽器的污臟程度，但需在換熱管上埋設鎧裝熱以檢測管壁溫度，凝汽器換熱管數(shù)量眾多，在工程上較難實現(xiàn)；水流阻力可反映污垢的數(shù)量，但不能體現(xiàn)出污垢的導熱性質(zhì)，用該方法確定凝汽器污臟程度顯示不夠準確；傳熱系數(shù)體現(xiàn)了凝汽器的換熱性能，但目前計算傳熱系數(shù)均采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗公式，而且未考慮蒸汽中不凝結氣體（空氣）對傳熱效果的影響，因而當凝汽器變工況運行時，存在較大誤差。
傳熱端差是反映凝汽器熱交換狀況的重要性能指標，與傳熱系數(shù)相比，該參數(shù)容易測量，能夠連續(xù)觀察其變化而積累數(shù)據(jù)，因而本文選用它來體現(xiàn)凝汽器的污臟狀態(tài)。但傳熱端差除了主要取決于換熱面的污臟程度外，還與凝汽器的工況參數(shù)如蒸汽流量、冷卻水量等密切相關，因此，如何從眾多參數(shù)中分離出換熱面污臟對端差的影響，成為準確測定凝汽器污臟程度的關鍵。
1 測量原理
傳熱端差定義為：
δt=ts-two （1）
式中，δt——凝汽器的傳熱端差
ts——凝汽器壓力所對應的飽和蒸汽溫度
two——冷卻水出口溫度
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