空冷島概述課件

定義及作用直接空冷系統(tǒng)，又稱為空氣冷卻系統(tǒng)，它是一種以節(jié)水為目的的火電廠冷卻技術(shù)，是一種以空氣取代水為冷卻介質(zhì)的冷卻方式，是指汽輪機(jī)的排汽直接進(jìn)入空冷凝汽器用空氣來(lái)冷凝，空氣與蒸汽進(jìn)行熱交換，所需的冷卻空氣通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)，其冷凝水由凝結(jié)水泵排入汽輪機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)。采用空冷系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)稱空冷機(jī)組?？绽淠O(shè)備的作用有兩個(gè)：（1）在汽輪機(jī)排汽口建立并維持一定的真空。（2）回收潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐給水的一部分空冷系統(tǒng)分類(lèi):空氣冷卻系統(tǒng)采用工藝流程的不同，而又將空氣冷卻系統(tǒng)分成三種:1、直接空氣冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ACC系統(tǒng)。（AirCooledCondenser）2、采用噴射式（混合式）凝汽器的空冷系統(tǒng)又稱海勒式（HL）間接冷卻系統(tǒng)。3、采用表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)。又稱哈蒙式間接空冷系統(tǒng)空氣冷卻方式與水冷卻方式優(yōu)缺點(diǎn)的比較：

A：空氣冷卻優(yōu)于水冷卻：空氣冷卻的優(yōu)點(diǎn)：1、空氣可以免費(fèi)取得2、采用空冷，廠址選擇不受限制3、由于空冷器空氣側(cè)壓力降為100~200Pa左右，所以運(yùn)行費(fèi)用低。4、空氣腐蝕性低，不需要采取任何清垢的措施5、空冷系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用一般為水冷卻系統(tǒng)的20~30%水冷卻的缺點(diǎn)：1、冷卻水一般難于取得，即使可以取得也必須設(shè)置各種泵站和各種管線。2、特別是大廠的廠址取決于水源條件3、水有腐蝕和水垢，需進(jìn)行清理4、水的運(yùn)行費(fèi)用高，循環(huán)泵的壓頭高5、在水冷器中，某些生物能附著在換熱器表面上，需要停下設(shè)備清除，增加了維護(hù)費(fèi)用B：水冷卻優(yōu)于空氣冷卻：水冷卻的優(yōu)點(diǎn)：1、水冷卻能將工藝流體冷卻到接近環(huán)境濕球溫度2、水冷卻器結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻面積比空冷器要小得多。3、水冷卻對(duì)環(huán)境氣溫的變化不敏感。4、水冷器可以放在其它設(shè)備之間。5、一般的管殼式換熱器即可滿足要求。

空氣冷卻的缺點(diǎn)：1、由于空氣比熱小，且冷卻效果取決于空氣的干球溫度，不能將流體冷卻到環(huán)境氣溫。2、空氣側(cè)換熱系數(shù)低，空氣比熱小，所以空冷器需用較大的面積。

3、空冷器性能受環(huán)境氣溫、雨雪、大風(fēng)的影響。4、空冷器不能靠近大的建筑物，以免形成熱風(fēng)再循環(huán)。5、空冷器要求采用特殊制造的翅片管

干球溫度——普通溫度計(jì)所測(cè)得的空氣溫度。(設(shè)計(jì)干球溫度：16.3℃,夏季滿發(fā)干球溫度:38.3℃)濕球溫度——溫度計(jì)感溫球上包著一層經(jīng)常濕潤(rùn)的棉紗，置于風(fēng)速5.0m/s的氣流中，所測(cè)得的空氣溫度。

空冷機(jī)組冷源的極限溫度為大氣干球溫度，濕冷機(jī)組冷源的極限溫度為濕球溫度，冷源溫度高直接影響汽機(jī)的排汽溫度及背壓，因此空冷電站熱效率低、煤耗高，但節(jié)水顯著，兩者運(yùn)行費(fèi)用基本相抵消國(guó)內(nèi)電站空冷系統(tǒng)供應(yīng)商現(xiàn)狀：1、美國(guó)SPX（斯必克）公司在中國(guó)空冷市場(chǎng)上的占有率約35%，在天津、張家口分別設(shè)有兩個(gè)獨(dú)資管束生產(chǎn)中2、德國(guó)GEA（基伊埃）公司德國(guó)GEA公司系空冷技術(shù)的創(chuàng)始人，其技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先地位，在世界空冷市場(chǎng)上的占有率超過(guò)60%，在中國(guó)空冷市場(chǎng)上的占有率約35%。3、首航艾啟威冷卻技術(shù)有限公司。首航艾啟威冷卻技術(shù)(北京)有限公司是由北京首航波紋管制造有限公司和瑞士IHW聯(lián)合設(shè)計(jì)集團(tuán)共同投資的中外合資企業(yè)。4、北京龍?jiān)蠢鋮s技術(shù)有限公司、哈爾濱空調(diào)股份有限公司等。空冷系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)：最低及最高環(huán)境溫度：—28.9℃至43.2℃平均環(huán)境溫度：+10℃夏季平均溫度：+26.6℃冬季平均溫度：—10.4℃平均環(huán)境大氣壓力：930.0hPa平均相對(duì)濕度為：44%平均降雨量：38.6mm平均風(fēng)速2.0m/s最大設(shè)計(jì)風(fēng)速：31m/s全年盛行風(fēng)向：東北夏/冬主要風(fēng)向：東北/東北

空冷島平臺(tái)緊靠主廠房A排外，以單元群形式成矩陣布置，每臺(tái)機(jī)組共30個(gè)單元?jiǎng)澐譃?行、6列，全鋼結(jié)構(gòu)。砼柱頂標(biāo)高33.8m，平臺(tái)頂部標(biāo)高為35.00m，蒸汽分配管中心標(biāo)高47.53m，平面尺寸，73.5mX62.81m,安裝在9根混凝土柱子上，平臺(tái)鋼桁架連接而成，采用大六角高強(qiáng)螺栓連接。(螺栓強(qiáng)度等級(jí)10.9S）.

每個(gè)冷卻單元由12個(gè)冷卻翅片管束組成，管束安裝在平臺(tái)導(dǎo)向槽上。散熱管束分為順流管束和逆流管束，逆流管束上部為不凝汽抽出點(diǎn)。每列60個(gè)管束，其中順流52個(gè)，逆流8個(gè)。管束下方布置有風(fēng)機(jī)環(huán)、風(fēng)機(jī)橋架及其上安裝的變頻電機(jī)、減速機(jī)、輪轂、風(fēng)葉等設(shè)備?？绽淠髦鞯鯔C(jī)械為250T履帶吊。電廠配有兩臺(tái)排汽冷凝汽輪機(jī)。將每臺(tái)汽輪機(jī)排汽管道連接到一套單獨(dú)的空冷冷凝器(ACC)裝置

每套空冷冷凝器裝置主要包括下列項(xiàng)目:主排汽管道與蒸汽分配管包括:主管道和分流器、到每個(gè)凝汽器列的蒸汽分配管、6個(gè)冷凝器列（每個(gè)冷凝器列有5個(gè)帶翅片管換熱器冷凝器單元;每列有3個(gè)純順流和2個(gè)混合順流和逆流單元;）5套通風(fēng)系統(tǒng)(用于每個(gè)單元),包括風(fēng)機(jī)、變速箱和電氣驅(qū)動(dòng);冷凝水收集系統(tǒng)抽真空系統(tǒng)包括：包括3x100%水環(huán)真空泵;高壓水清洗系統(tǒng)包括：1x100%噴水泵、每個(gè)凝汽器列側(cè)的清洗裝置、清洗噴嘴單元、就地控制器提升鋼平臺(tái)包括：周?chē)鷵躏L(fēng)墻、樓梯塔入口、電梯入口鋼筋混凝土基礎(chǔ)和平臺(tái)支柱排氣管道、蒸汽分配管及歧管管徑變化

真空度低，會(huì)造成如下情況：1、真空漏入空氣，增加凝結(jié)水含氧量，在排氣裝置除氧及除氧器除氧過(guò)程中就會(huì)消耗更多的能量，增加煤耗。凝結(jié)水中的含氧量也越多，從而加速了相關(guān)管道、設(shè)備的腐蝕速度。2、當(dāng)蒸汽在冷凝過(guò)程中出現(xiàn)不凝結(jié)氣體，凝結(jié)水液膜熱阻將不再是主要的傳熱熱阻。此時(shí)管內(nèi)換熱表面被一層氣膜覆蓋，氣膜具有更高的傳熱熱阻。此外，隨著不凝結(jié)氣體和蒸汽的混合汽體的過(guò)冷和不凝結(jié)氣體比例的增大，凝汽器逆流單元的傳熱熱阻增大。3、不凝氣體的焓值較低，當(dāng)氣溫下降到一定極限時(shí)，極易造成空氣冷凝器管束內(nèi)凍結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。4、漏真空后，空氣進(jìn)入凝汽器產(chǎn)生氣阻，導(dǎo)致汽輪機(jī)背壓升高，（汽輪機(jī)排氣背壓設(shè)計(jì)為15kPa（TMCR/THA工況））汽輪機(jī)有相對(duì)應(yīng)背壓裕量，超過(guò)這個(gè)裕量（低壓缸排氣溫度升高，腐蝕汽輪機(jī)末級(jí)葉片，造成低壓缸缸體變形）造成機(jī)組降負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組跳閘。

空冷嚴(yán)密性試驗(yàn)給所有的安裝焊縫和法蘭連接涂肥皂。為進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，必須在管道的各個(gè)點(diǎn)放置盲板，例如在汽輪機(jī)的前面，在安全閥的前面,在防爆膜的前面，在泵的前面等。在排氣管道安裝完成后必須進(jìn)行空冷凝汽器嚴(yán)密性試驗(yàn)根據(jù)設(shè)備廠家圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求及中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠空冷塔及空冷凝汽器試驗(yàn)方法》DL/T552-95中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

空冷島查漏主要有三個(gè)方法一、是運(yùn)行中采用氦質(zhì)譜檢漏儀圈定范圍，然后用風(fēng)冷系統(tǒng)漏泄監(jiān)測(cè)儀確定具體的泄漏點(diǎn)，有一定效果；二、是運(yùn)行中采取單列隔離辦法，判定隔離列是否存在泄漏，這種方法一方面會(huì)影響負(fù)荷，另一方面如果泄漏點(diǎn)較小還不便于判斷，因此采用較少；三、是利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行空冷島各排單獨(dú)打壓查漏，這個(gè)方法是目前效果最好的辦法。

但目前還存在排汽管道部分查漏困難的問(wèn)題，排汽管道從0m一直到47m，垂直落差大，下方又是變壓器和高壓母線，一旦存在泄漏，查找的確困難。

冷凝器：

每個(gè)冷卻單元由12個(gè)冷卻翅片管束組成，管束安裝在平臺(tái)導(dǎo)向槽上。散熱管束分為順流管束和逆流管束，逆流管束上部為不凝汽抽出點(diǎn)。每列60個(gè)管束，其中順流52個(gè)，逆流8個(gè)。

對(duì)空冷器材采用順流管束和凝流管束串聯(lián)的方法，稱之為K/D結(jié)構(gòu)，直接空冷凝汽器采用適當(dāng)?shù)捻樐媪鞅壤渲?，在環(huán)境溫度較低或低負(fù)荷工況下，能有效地防止蒸汽過(guò)冷卻以及凝結(jié)水結(jié)冰，避免空冷凝汽器凍結(jié)，在寒冷地區(qū)，一般為6:4或7:3。新疆哈密大南湖電廠順逆流比例為6:4，空冷凝汽器的這種組成方式有效地提高了冷凝器的防凍性能

管束結(jié)構(gòu)

翅片管的選擇翅片管是空冷器的核心和關(guān)鍵部件它的性能直接影響空冷器的性能和作用。對(duì)翅片管的基本要求如下：①良好的傳熱性能。②良好的耐溫性能。③良好的耐大氣的腐蝕性能。④良好的耐熱沖擊力。⑤易于清理塵垢。⑥較低的制造費(fèi)用。⑦足夠的管內(nèi)耐壓能力，較低的管內(nèi)壓降。⑧較小的空氣側(cè)阻力。⑨良好的抗機(jī)械振動(dòng)性能。⑩易于取得的金屬材料順、逆流單元流動(dòng)圖解順流單元工作原理:1.正常運(yùn)行時(shí)，順流列管內(nèi)自上而下凝結(jié)水量逐漸增加，而蒸汽量逐漸減少；逆流單元工作原理:2.在逆流列管內(nèi)，自下而上，蒸汽量依次減少，空氣量逐漸增加

液泛——在逆流接觸的氣-液反應(yīng)器或傳質(zhì)分離設(shè)備中，氣體從下往上流動(dòng)。當(dāng)氣體的流速增大至某一數(shù)值，液體被氣體阻攔不能向下流動(dòng)，愈積愈多，最后從塔頂溢出，稱為液泛。產(chǎn)生液泛時(shí)的氣體速度或連續(xù)相速度稱為液泛速度。對(duì)于空冷凝汽器來(lái)說(shuō)，當(dāng)液泛現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，流動(dòng)壓降顯著增加，且不利于凝結(jié)水的排除。選用單排管且?jiàn)A角60°的原因：1、經(jīng)濟(jì)性顯著優(yōu)越（硬件費(fèi)用低，風(fēng)機(jī)耗電量少）2、技術(shù)方案更好（占地面積小，容易清洗-污垢少-凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)小，防腐抵抗力高）。3、液泛汽體速度與基管高度的平方根成正比,基管高度越高，液泛汽體速度越大，因此單排管換熱管束蒸汽設(shè)計(jì)流速可高于雙排管、三排管。以防止液泛發(fā)生的角度，單排管顯然具有明顯優(yōu)勢(shì)。4、逆流管束與水平面的夾角在60-70度之間液泛汽體速度最大。熱風(fēng)回流減少熱風(fēng)再循環(huán)的措施有：（1）在空冷平臺(tái)周?chē)O(shè)置擋風(fēng)墻。（2）在不同的空冷凝汽器單元之間設(shè)置分隔墻（3）降低空冷平臺(tái)下面進(jìn)風(fēng)口的空氣流速，減少負(fù)壓區(qū)。（4）采用噴霧加濕系統(tǒng)。其主要原理是高氣溫時(shí)段在空冷凝汽器迎風(fēng)面噴霧除鹽水，一部分與翅片管束進(jìn)行熱交換，水霧在管束表面升溫后蒸發(fā)，利用汽化潛熱吸收了熱量；另一部分霧化后的小水滴與環(huán)境空氣直接換熱，降低了環(huán)境溫度，增大了傳熱溫差，強(qiáng)化了傳熱效果。通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)包括扇葉、低壓交流變頻電機(jī)

、減速機(jī)、橋架等。軸流風(fēng)機(jī)的作用就是強(qiáng)制空氣從空冷底部流向空冷管束。對(duì)空冷來(lái)說(shuō)并不是轉(zhuǎn)的越快效率越高，在機(jī)組負(fù)荷較低的情況下，就會(huì)存在一個(gè)最佳轉(zhuǎn)速，而不是風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最好。空冷機(jī)組還存在阻塞背壓的問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，汽輪機(jī)背壓降低，相同發(fā)電量下汽機(jī)的進(jìn)汽量就可減少，但這有個(gè)極限值，這個(gè)值就是汽輪機(jī)阻塞背壓(7.3KPa)，汽輪機(jī)背壓降低到比阻塞背壓還低后，降低背壓的結(jié)果是相同發(fā)電量下汽機(jī)的進(jìn)汽量反而要增加。阻塞背壓高的機(jī)組，在冬季水溫低時(shí)可能汽機(jī)背壓會(huì)低于汽輪機(jī)阻塞背壓，造成熱耗增加。抽真空系統(tǒng)水環(huán)真空泵大南湖電廠每臺(tái)空冷機(jī)組設(shè)置3臺(tái)水環(huán)真空泵平臺(tái)的吊裝特別注意在地面進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)組合時(shí)，必須有標(biāo)準(zhǔn)的組合平臺(tái)。高強(qiáng)螺栓的緊固必須達(dá)到圖紙規(guī)定的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)檢查合格后再進(jìn)行吊裝。鋼平臺(tái)吊裝結(jié)束后注意事項(xiàng)一、保證平臺(tái)的水平度、直線度、以及高強(qiáng)螺栓的扭矩，符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。二、保證鋼平臺(tái)的安裝長(zhǎng)寬跨距尺寸。三、在各項(xiàng)指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行空冷平臺(tái)的二次灌漿。四、灌漿結(jié)束后才能進(jìn)行平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)的安裝。

A型架的安裝吊裝A型架時(shí)保證鋼平臺(tái)螺栓孔的直線度，及水平度。直接空冷系統(tǒng)流程蒸汽回?zé)嵫h(huán)流程排出蒸汽

主排汽管路立管分配岐管順流管束(80%)逆流管束(20%)冷凝水收集管排汽裝置水箱凝結(jié)水泵低壓加熱器除氧器給水泵高壓加熱器鍋爐汽包注意事項(xiàng)6.注意事項(xiàng)

（1）.良好的氣密性（2）