空冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1空冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1空冷技術(shù)方案介紹在火力發(fā)電廠中采用的空冷系統(tǒng)形式有：直接空冷系統(tǒng)、混凝式間接空冷系統(tǒng)、表凝式間接空冷系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)是將汽輪機(jī)排汽由管道送入稱(chēng)之為空冷凝汽器的鋼制散熱器中，直接由空氣冷卻?；炷娇绽湎到y(tǒng)由于有水輪機(jī)和噴射式凝汽器等系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)備多系統(tǒng)復(fù)雜，使得整套系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)控制較難；而表凝式間接空冷系統(tǒng)與常規(guī)的濕冷系統(tǒng)比較接近，也是通過(guò)兩次換熱，以循環(huán)冷卻水作為中間冷卻介質(zhì)，循環(huán)冷卻水由水泵加壓后，進(jìn)入凝汽器冷卻汽輪機(jī)排汽，熱水進(jìn)入自然通風(fēng)冷卻塔由空氣冷卻。表凝式間接空冷系統(tǒng)與濕冷系統(tǒng)不同之處是在冷卻塔內(nèi)（外）布置著鋼（鋁）制散熱器，熱水與空氣不接觸，進(jìn)行表面對(duì)流散熱。1.1.1直接空冷系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)主要由排汽裝置、大排汽管道（包括大直徑膨脹節(jié)、大口徑蝶閥等）、鋼制空冷凝汽器、風(fēng)機(jī)組（包括軸流風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、變頻器等）、凝結(jié)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)（包括水環(huán)式真空泵）、清洗系統(tǒng)等設(shè)備構(gòu)成?？绽淠鞑贾迷谄麢C(jī)房A列外的高架空冷平臺(tái)上。直接空冷系統(tǒng)是將汽輪機(jī)排出的乏汽，通過(guò)排汽管道引入鋼制空冷凝汽器中，由環(huán)境空氣直接將其冷卻為凝結(jié)水，多采用機(jī)械通風(fēng)方式。其特點(diǎn)是：設(shè)備較少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)靈活，占地少，防凍性能好，冷卻效率高；直接空冷受環(huán)境風(fēng)的影響較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，煤耗較大，風(fēng)機(jī)群產(chǎn)生一定噪聲污染，廠用電較高。1.1.2表凝式間接空冷系統(tǒng)表凝式間接空冷系統(tǒng)是指汽輪機(jī)排汽以水為中間介質(zhì)，將排汽與空氣之間的熱交換分兩次進(jìn)行：一次為蒸汽與冷卻水之間在表面式凝汽器中換熱；一次為冷卻水和空氣在空冷塔里換熱。該系統(tǒng)主要由表面式凝汽器與空冷塔構(gòu)成，采用自然通風(fēng)方式。表凝式間接空冷與直接空冷相比，其特點(diǎn)是：冬季運(yùn)行背壓較低，所以煤耗較低；由于采用了表面式凝汽器，循環(huán)冷卻水和凝結(jié)水分成兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，其水質(zhì)可按各自的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行處理，使水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單、便于操作；表凝式間接空冷塔基本無(wú)噪聲，滿(mǎn)足環(huán)保要求；空冷塔占地大，冬季運(yùn)行防凍性能較差。1.1.3混凝式間接空冷系統(tǒng)典型的混凝式間接空冷系統(tǒng)組成：主要由混合式（噴射式）凝汽器、全鋁制的福哥型冷卻三角散熱器（帶百葉窗）、（預(yù)熱／尖峰冷卻器）、自然通風(fēng)冷卻塔、循環(huán)水泵組、循環(huán)水管路、回收水能的水輪發(fā)電機(jī)組、貯水箱、充水泵組、穩(wěn)壓泵組、散熱器清洗系統(tǒng)等設(shè)備構(gòu)成，散熱器垂直布置在塔外?？绽潆姀S的冷卻系統(tǒng)主要有3種方式,即直接空冷系統(tǒng)、表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)和混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)是指汽輪機(jī)的排汽引入室外空冷凝汽器內(nèi)直接用空氣來(lái)冷凝。其工藝流程為汽輪機(jī)排汽通過(guò)大直徑的排氣管道引至室外的空冷凝汽器內(nèi),布置在空冷凝汽器下方的軸流冷卻風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣流過(guò)冷卻器外表面,將排汽冷凝為凝結(jié)水,凝結(jié)水再經(jīng)泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)?；诜纼龅囊?直接空冷系統(tǒng)一般需設(shè)置順流凝汽器和逆流凝汽器。其系統(tǒng)中大部分蒸汽在順流凝汽器中被冷凝,剩余的小部分蒸汽再通過(guò)逆流凝汽器被冷凝。在逆流凝汽器中,由于蒸汽和凝結(jié)水的運(yùn)動(dòng)方向相反,凝結(jié)水不易凍結(jié)。在逆流凝汽器的頂部設(shè)有抽真空系統(tǒng),可將系統(tǒng)內(nèi)的空氣和不凝結(jié)氣體抽出。與其它空冷系統(tǒng)相比直接空冷系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為:(1)冷卻效率高。取消了二次換熱所需要的中間冷卻介質(zhì),而直接由空氣冷卻汽機(jī)排汽,換熱溫差大,冷卻效率高。(2)占地面積小。空冷凝汽器高位布置在汽機(jī)房A排外平臺(tái)上,平臺(tái)下仍可布置變壓器等設(shè)備和建筑物。(3)投資較小。(4)系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活,冬季運(yùn)行防凍性能好。可通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)機(jī)數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量,以適應(yīng)熱負(fù)荷及氣溫的變化并防止空冷器內(nèi)部結(jié)冰。(5)采用大型風(fēng)機(jī)群通風(fēng),廠用電量高。(6)檢修維護(hù)工作量大。(7)運(yùn)行時(shí)噪音大。(8)真空系統(tǒng)容積大。直接空冷系統(tǒng)的基本單元稱(chēng)為冷卻段,是指一臺(tái)風(fēng)機(jī)與數(shù)組翅片管束的總成。風(fēng)機(jī)與安裝其上呈A型布置的翅片管束組成一個(gè)冷卻三角,翅片管束布置的頂角約為60°。直接空冷凝汽器用空氣直接冷卻，其主要裝置就是將空氣冷凝器支架在一定高度的大面積平臺(tái)上，一般安裝在40m以上的高空，直接利用周?chē)目諝膺M(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，空冷平臺(tái)暴露在大氣之中，其換熱效率不但直接受到其環(huán)境風(fēng)向和風(fēng)速的影響，還會(huì)受到其地形的影響，所以空冷平臺(tái)必須根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)[2]。直接空冷凝汽器的工作原理，如圖1-3和圖1-4所示，從汽輪機(jī)排出的蒸汽通過(guò)大直徑的蒸汽管道輸送到各單元管束上部的蒸汽分配管，首先進(jìn)入主管束，以順流方式從上向下流動(dòng)，，每組束由組成A型的兩個(gè)管束構(gòu)成，順流管束是冷凝蒸汽的主要部分，把，可把80%左右的蒸汽冷凝成水，然后，剩余的蒸汽和不可凝氣體一起沿著凝結(jié)水匯集管進(jìn)入逆流管束直至被完全冷凝。凝結(jié)水沿著凝結(jié)水管流到凝結(jié)水箱，不可凝氣體被真空裝置抽走，設(shè)置逆流管束主要是為了能夠比圖２海勒系統(tǒng)示意圖另一類(lèi)是哈蒙式（表面式）間接空冷技術(shù)，將冷卻水和汽水系統(tǒng)嚴(yán)格分開(kāi)，冷卻水及汽水系統(tǒng)通過(guò)常規(guī)水冷或類(lèi)似的表面式凝汽器進(jìn)行熱交換。圖３為哈蒙系統(tǒng)示意圖。圖３哈蒙系統(tǒng)示意圖哈蒙系統(tǒng)是在海勒系統(tǒng)上發(fā)展形成的，與常規(guī)的水冷系統(tǒng)比較接近。由于汽水系統(tǒng)單獨(dú)成回路，因此水處理和控制要求和常規(guī)水冷基本相同。目前，單機(jī)容量最大的哈蒙式間接空冷機(jī)組為南非Ｋｅｎｄａｌ６×６９０ＭＷ機(jī)組。在單排管技術(shù)誕生前，國(guó)際市場(chǎng)上以間接空冷技術(shù)占主導(dǎo)地位。單排管的發(fā)明解決了直接空冷管束散熱面積不足的問(wèn)題，國(guó)際上，直接空冷和間接空冷的裝機(jī)容量比已提高至７：３。直接空冷系統(tǒng)與間接空冷系統(tǒng)相比，具有投資省、占地少、防凍手段靈活可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前，直接空冷技術(shù)還存在一些問(wèn)題，如風(fēng)機(jī)群發(fā)出的噪音及能源消耗較多等等。在夏季遭遇強(qiáng)陣風(fēng)時(shí)，易受熱風(fēng)回流的影響，降低了冷卻效率，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)饳C(jī)組跳閘。同樣容量的間接空冷機(jī)組的初期投資高于直接空冷機(jī)組，換熱效率也比較低，但是間接空冷系統(tǒng)可利用自然通風(fēng)進(jìn)行冷卻，可以大幅減少空冷系