直接空冷的發(fā)展和應(yīng)用研究畢業(yè)論文

1、學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)： 200631203045本科畢業(yè)論文題 目：直接空冷的發(fā)展和應(yīng)用研究學(xué)生姓名：學(xué) 院：系 別:專 業(yè)：班 級(jí)：指導(dǎo)教師： 二 一 年 六 月摘要本文首先對(duì)發(fā)電廠空冷技術(shù)整體狀況做了簡(jiǎn)要的概述，重點(diǎn)介紹了直接空冷技術(shù)的基本原理，組成和結(jié)構(gòu)形式，較為詳細(xì)的介紹了直接空冷技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展及現(xiàn)狀，并且對(duì)直接空冷在我國(guó)的發(fā)展中所面臨的技術(shù)問題做了全面的介紹，針對(duì)大力發(fā)展直接空冷所面臨的問題提出了相應(yīng)的解決措施，最后通過研究對(duì)我國(guó)的直接空冷技術(shù)提出了幾點(diǎn)建議，簡(jiǎn)要的概述了直接空冷技術(shù)在我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展的重要意義。關(guān)鍵詞：直接空冷；發(fā)展；應(yīng)用研究；影響；解決措施abstract

2、 this article first air-cooled power plant technology to do a brief overview, highlighting the basic principles of direct air coolingtechnology, composition and structure, a more detailed description of the direct air cooling technology development andcurrent situation in china, and the direct air c

3、ooling in chinadevelopment of the technical problems faced by doing a comprehensive introduction to the development of direct air cooling for the strong issues facing the corresponding solutions, and finally by studying the direct air-cooling technology to china put forward some suggestions, a brief

4、 overview of the direct air cooling china should develop in importance. key words: direct air-cooled; development; applied research; impact; solutions目 錄引言1第一章發(fā)電廠空冷技術(shù)概述21.1空冷技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介21.1.1空冷技術(shù)簡(jiǎn)介21.1.2空冷技術(shù)發(fā)展概況21.1.2.1國(guó)外空冷技術(shù)發(fā)展概況21.1.2.2我國(guó)空冷技術(shù)發(fā)展概況31.2汽輪機(jī)排汽冷卻過程31.2.1蒸汽動(dòng)力循環(huán)31.2.2冷卻過程31.3直接空冷系統(tǒng)與間接空冷系統(tǒng)41.3.1

5、直接空冷系統(tǒng)41.3.2海勒式間接空冷系統(tǒng)61.3.3哈蒙式間接空冷系統(tǒng)71.3.4干濕聯(lián)合冷卻系統(tǒng)8第二章直接空冷系統(tǒng)的工作原理，系統(tǒng)組成與冷凝器92.1直接空冷系統(tǒng)的工作原理與組成92.1.1工作原理92.1.2系統(tǒng)組成92.2.直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用和特點(diǎn)102.2.1直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用102.2.2直接空冷機(jī)組的特點(diǎn)112.3直接空冷系統(tǒng)的應(yīng)用條件132.4空冷凝汽器結(jié)構(gòu)型式132.4.1空冷凝汽器結(jié)構(gòu)的基本型式132.4.2直接空冷的典型連接系統(tǒng)14第三章 直接空冷技術(shù)的發(fā)展1631南非acc技術(shù)的應(yīng)用1632我國(guó)ac技術(shù)的發(fā)展17321acc設(shè)備173.2.1.1國(guó)

6、產(chǎn)acc汽輪機(jī)分類173.2.1.2空冷散熱器173.2.1.3空冷風(fēng)機(jī)群193.2.1.4抽真空設(shè)備1933 acc系統(tǒng)193.3.1.1行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范193.3.1.2汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)203.3.1.3空冷凝汽器性能考核評(píng)價(jià)方法的補(bǔ)充203.3.1.4治理600mwacc機(jī)組真空漏點(diǎn)203.3.1.5抽氣系統(tǒng)的改進(jìn)20332 acc技術(shù)的發(fā)展213.3.2.1 acc汽輪機(jī)銘牌功率nm的標(biāo)定213.3.2.2 空冷風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)群的噪聲控制技術(shù)213.3.2.3深度節(jié)水技術(shù)223.3.2.4風(fēng)環(huán)境對(duì)空冷島的影響數(shù)值分析233.3.2.5中水作為acc電廠鍋爐補(bǔ)給水的處理技術(shù)243.3.2.6acc

7、汽包爐機(jī)組的爐水、給水處理新技術(shù)24總結(jié)25第四章直接空冷的應(yīng)用研究264.1直接空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中存在的問題264.1.1直接空冷技術(shù)所存在的問題264.2大風(fēng)對(duì)直接空冷系統(tǒng)的影響及解決措施274.2.1大風(fēng)對(duì)直接空冷系統(tǒng)的影響274.2.2解決措施304.3.1熱風(fēng)再回流對(duì)直接空冷機(jī)組的影響304.3.2 解決措施314.4低溫對(duì)直接空冷系統(tǒng)的影響及其解決措施314.4.1低溫對(duì)直接空冷系統(tǒng)的影響314.4.2 解決措施32第五章對(duì)直接空冷技術(shù)的幾點(diǎn)建議34及其在我國(guó)火電發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)用的意義3451通過研究對(duì)直接空冷技術(shù)的幾點(diǎn)建議3452直接空冷技術(shù)在我國(guó)火電發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)用的意義34參考文

8、獻(xiàn)36謝 辭38引言隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多城市及地區(qū)相繼出現(xiàn)生產(chǎn)與生活用水日益緊張的局面，水己成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。內(nèi)蒙古、山西等北方地區(qū)是我國(guó)的能源基地，蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源，可為大型火力發(fā)電廠提供充足的燃料，同時(shí)又是水資源最為缺乏的地區(qū)。.在這種狀況下，直接空冷技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上解決了這些地區(qū)“富煤缺水”的難題。我國(guó)是一個(gè)水資源缺乏的國(guó)家，淡水資源尤其匾乏，直接空冷技術(shù)在節(jié)約用水、降低耗水量、降低能耗等方面發(fā)揮著不可替代的優(yōu)勢(shì)，它將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的必行之路。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求的逐年劇增，在富煤缺水地區(qū)電廠采用直接空冷技術(shù)，從現(xiàn)實(shí)及長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮都有十分

9、重要的意義。采用直接空冷技術(shù)、建設(shè)節(jié)水型電廠將是華北、西北地區(qū)電力行業(yè)發(fā)展的重要途徑之一。當(dāng)今世界火電機(jī)組的發(fā)展方向已經(jīng)不再單純追求大容量，而向著高效、低排放、節(jié)水、機(jī)動(dòng)性能好、容量適中的機(jī)組發(fā)展，諸如超臨界火電機(jī)組、燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)機(jī)組、供熱機(jī)組等等。最近幾年直接空冷系統(tǒng)以其投資少、防凍性能好的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)有了良好的發(fā)展勢(shì)頭?？梢灶A(yù)見，隨著水資源的日益短缺，直接空冷技術(shù)在我國(guó)將蓬勃發(fā)展。所以，我有必要更加深入的研究直接空冷系統(tǒng)的發(fā)展和運(yùn)用研究過程中出現(xiàn)的問題及其解決辦法。第一章發(fā)電廠空冷技術(shù)概述1.1空冷技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介1.1.1空冷技術(shù)簡(jiǎn)介興建大容量火力發(fā)電廠需要充足的冷卻水源，而在缺水地區(qū)

10、興建大容量火力發(fā)電廠，就需要采用新的冷卻方式來排除廢熱。發(fā)電廠采用翅片管式的空冷散熱器，直接或間接用環(huán)境空氣來冷凝汽輪機(jī)的排汽，稱為發(fā)電廠空冷。研究空冷新裝置及其使用的一系列技術(shù)，稱作發(fā)電廠空冷技術(shù)。采用空冷技術(shù)的冷卻系統(tǒng)稱為空冷系統(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。采用空冷系統(tǒng)的發(fā)電廠稱為空冷電廠。發(fā)電廠空冷技術(shù)也是一種節(jié)水型火力發(fā)電技術(shù)。發(fā)電廠空冷系統(tǒng)也稱干冷系統(tǒng)。它是相對(duì)于常規(guī)發(fā)電廠濕冷系統(tǒng)而言的。常規(guī)發(fā)電廠的濕式冷卻塔是把塔內(nèi)的循環(huán)水以“淋雨”方式與空氣直接接觸進(jìn)行熱交換的，其整個(gè)過程處于“濕”的狀態(tài)，其冷卻系統(tǒng)稱為濕冷系統(tǒng)。空冷發(fā)電廠的空冷塔，其循環(huán)水與空氣是通過散熱器間接進(jìn)

11、行熱交換的，整個(gè)冷卻過程處于“干”的狀態(tài)，所以空冷塔又稱為干式冷卻塔或干冷塔。1.1.2空冷技術(shù)發(fā)展概況1.1.2.1國(guó)外空冷技術(shù)發(fā)展概況早在30年代末，德國(guó)首先在魯爾礦區(qū)的1.5mw汽輪機(jī)組應(yīng)用了直接空冷系統(tǒng)。50年代，盧森堡的杜德蘭格鋼廠自備電站13mw機(jī)組和意大利的羅馬電廠36mw機(jī)組分別投運(yùn)了直接空冷系統(tǒng)。進(jìn)入60年代后，英國(guó)拉格萊電廠于1962年在一臺(tái)120mw機(jī)組上投運(yùn)了間接空冷系統(tǒng)，采用噴射式凝汽器及自然通風(fēng)型空冷塔。這個(gè)系統(tǒng)是由匈牙利的海勒教授在1950年世界動(dòng)力會(huì)議上首先提出的，亦稱為海勒式空冷系統(tǒng)。1968年，西班牙的烏特里拉斯坑口電廠投運(yùn)了尖屋頂式布置的機(jī)械通風(fēng)型直接空冷

12、系統(tǒng)。至此，形成了直接與間接兩種空冷系統(tǒng)并存的局面。繼而，1971年，在蘇聯(lián)拉茲丹電廠的200mw級(jí)機(jī)組上，都應(yīng)用了海勒式間接空冷系統(tǒng)。1977年，美國(guó)沃伊達(dá)克礦區(qū)電廠的330mw機(jī)組應(yīng)用了機(jī)械通風(fēng)型直接空冷系統(tǒng)。同年，聯(lián)邦德國(guó)施梅豪森核電站的300mw機(jī)組應(yīng)用了表面式凝汽器配自然通風(fēng)空冷塔的間接空冷系統(tǒng)。80年代以來，空冷技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展起來，投運(yùn)機(jī)組容量最大的電廠有南非馬廷巴電廠（665mw機(jī)組，采用機(jī)械通風(fēng)型直接空冷系統(tǒng)）和南非肯達(dá)爾電廠（686mw機(jī)組，采用表面式凝汽器的自然通風(fēng)空冷塔間接空冷系統(tǒng)）。1.1.2.2我國(guó)空冷技術(shù)發(fā)展概況我國(guó)空冷技術(shù)起步并不太晚。1966年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)試

13、驗(yàn)電站的50kw機(jī)組上首先進(jìn)行了直接空冷系統(tǒng)的試驗(yàn)。1967年在山西侯馬電廠的1.5mw機(jī)組上又進(jìn)行了工業(yè)性直接空冷系統(tǒng)的試驗(yàn)。進(jìn)入80年代以后，慶陽(yáng)石化總廠自備電站3mw機(jī)組投運(yùn)了直接空冷系統(tǒng)。1987年和1988年，山西大同第二發(fā)電廠的兩臺(tái)200mw機(jī)組首次引進(jìn)了匈牙利的海勒式間接空冷系統(tǒng)，使我國(guó)火電廠空冷技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段。目前，國(guó)產(chǎn)200mw機(jī)組直接空冷機(jī)組已在云崗發(fā)電有限公司投入運(yùn)行，300mw機(jī)組、600mw直接空冷機(jī)組也將陸續(xù)投運(yùn)，這將有助于空冷技術(shù)的推廣使用。1.2汽輪機(jī)排汽冷卻過程1.2.1蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力裝置的基本循環(huán)是朗肯循環(huán)，該循環(huán)的工質(zhì)為水蒸汽。水蒸汽是在

14、鍋爐中形成的，水先被加熱成飽和蒸汽，再經(jīng)過熱器繼續(xù)加熱為過熱蒸汽。這個(gè)過程為定壓吸熱過程。過熱蒸汽引入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，這個(gè)做功過程一般視為絕熱膨脹過程。在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的乏汽排入凝汽器內(nèi)，在循環(huán)水的冷卻下放出排汽的汽化焓變（或稱汽化潛熱）并凝結(jié)成水。這個(gè)過程為定壓放熱過程。排汽冷凝為凝結(jié)水后通過汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)預(yù)熱，再次進(jìn)入鍋爐，開始蒸汽的下一個(gè)動(dòng)力循環(huán)。為保證工質(zhì)在凝汽器內(nèi)定壓放熱必須要有一個(gè)起冷源功能的冷端裝置。這個(gè)冷端裝置一般是由在真空狀態(tài)下定壓放熱的凝汽設(shè)備和保證冷源溫度的冷卻設(shè)備共同組成的冷卻系統(tǒng)。這個(gè)冷卻系統(tǒng)既保存了純凈的凝結(jié)水又完成蒸汽動(dòng)力循環(huán)。1.2.2冷卻過程冷卻過程是火力發(fā)

15、電廠生產(chǎn)全過程的一部分。一方面，它與全過程有著密切關(guān)系，因?yàn)槔鋮s過程的各項(xiàng)參數(shù)是根據(jù)全過程來確定的。另一方面，冷卻過程通常又是火電廠生產(chǎn)全過程和環(huán)境之間的一個(gè)環(huán)節(jié)。冷卻介質(zhì)的取用、消耗及排放，對(duì)環(huán)境都有影響，其不利影響是使環(huán)境受到熱污染。1、冷卻介質(zhì)火力發(fā)電廠冷卻系統(tǒng)的主要冷卻介質(zhì)是水或空氣。由于世界大部分地區(qū)水資源的普遍缺乏，水的利用受到各種因素限制，于是著眼于用空氣作為火力發(fā)電廠汽輪機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)。2、冷卻過程冷卻過程是系統(tǒng)排放的廢熱與環(huán)境間的能量轉(zhuǎn)換過程，在此過程中，有熱量與質(zhì)量的傳遞。水的蒸發(fā)冷卻過程稱為水冷卻過程，僅與環(huán)境空氣間發(fā)生的傳熱過程稱為空氣冷卻過程。汽輪機(jī)排汽的冷卻凝

16、結(jié)過程中，伴隨著排汽的壓力損失，汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)葉片出口截面處的靜壓力稱為汽輪機(jī)的背壓pt。排汽以高速流過排汽缸蝸殼后，汽輪機(jī)此排汽口處的壓力為pt。1.3直接空冷系統(tǒng)與間接空冷系統(tǒng)目前用于發(fā)電廠的空冷系統(tǒng)主要有三種，即直接空冷系統(tǒng)、帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)和帶噴射式（混合式）凝汽器的間接空冷系統(tǒng)。1.3.1直接空冷系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)，又稱空氣冷卻系統(tǒng)。直接空冷是指汽輪機(jī)的排汽直接用空氣來冷凝，空氣與蒸汽間進(jìn)行熱交換。所需冷卻空氣，通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)。直接空冷的凝汽器設(shè)備稱為空冷凝汽器。它是由外表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼管翅片的若干個(gè)管束組成的，這些管束稱為散熱器。直接空冷系統(tǒng)的流程

17、圖如圖1-1所示，汽輪機(jī)排汽通過粗大的排汽管送到室外的空冷凝汽器內(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機(jī)使空氣流過散熱器外表面，將作完功的排汽冷凝成水，凝結(jié)水再經(jīng)泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。空冷凝汽器分主凝汽器和分凝器兩部分。主凝汽器多設(shè)計(jì)成汽水順流式，它是空冷凝汽器的主體；分凝汽器則設(shè)計(jì)成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空氣區(qū)。圖1-1直接空冷機(jī)組原則性汽水系統(tǒng)1-鍋爐;2-過熱器;3-汽輪機(jī);4-空冷凝汽器;5-凝結(jié)水泵;6-凝結(jié)水精處理裝置;7-凝結(jié)水升壓泵;8-低壓加熱器;9-除氧器;10-給水泵;11-高壓加熱器;12-汽輪機(jī)排汽管道;13-軸流冷卻風(fēng)機(jī);14-立式電動(dòng)機(jī);15-凝結(jié)水箱;16-除鐵器;17-發(fā)

18、電機(jī)真空抽氣系統(tǒng)是直接空冷的關(guān)鍵，在汽輪機(jī)啟動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)，要使汽輪機(jī)低壓缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道及凝結(jié)水箱等設(shè)備內(nèi)部形成真空。通常采用的是抽空氣設(shè)備是蒸汽抽氣器。在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，投入出力大的一級(jí)蒸汽抽氣器，以縮短直接空冷機(jī)組原則性汽水系統(tǒng)短抽真空時(shí)間，加快啟動(dòng)速度。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，采用出力較小的二級(jí)蒸汽抽氣器，以維持排汽系統(tǒng)的真空?？绽淠魉械脑团牌艿啦捎脙蓪雍附咏Y(jié)構(gòu)，焊結(jié)質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，以保證整個(gè)的直接空冷設(shè)備系統(tǒng)的嚴(yán)密性。在直接空冷系統(tǒng)中，空冷凝汽器的布置與廠址處的風(fēng)向、風(fēng)速及發(fā)電廠礦主廠房朝向都有密切關(guān)系。大型火電機(jī)組的空冷凝汽器通常布置在緊靠汽機(jī)廠房的a列柱外側(cè)，

19、與主廠房平行的縱向平臺(tái)上布置若干個(gè)單元組，其總長(zhǎng)度與主廠房長(zhǎng)度基本一致。每個(gè)單元組由多個(gè)主凝汽器與一個(gè)輔凝汽器組成“人”字型排列結(jié)構(gòu)，并在其下部設(shè)置多臺(tái)大直徑的軸流冷卻風(fēng)機(jī)。直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，基建投資少，占地面積小，空氣量靠風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)較為靈活可靠，該系統(tǒng)一般要求需要與高背壓汽輪機(jī)配套。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：1)風(fēng)機(jī)群產(chǎn)生一定的噪聲危害；2)由空冷凝汽器的空側(cè)出口排放的熱空氣回流到空冷器進(jìn)口的的熱風(fēng)再循環(huán)問題；3)風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)需要消耗一定的廠用電和維護(hù)檢修等工作。1.3.2海勒式間接空冷系統(tǒng)海勒式間接空冷系統(tǒng)主要由噴射式凝汽器和裝有福哥型散熱器的空冷塔構(gòu)成，如圖1-2所示，系統(tǒng)中的

20、冷卻水是高純度的中性水(ph=6.8-7.2)。中性冷卻水進(jìn)入凝汽器直接與汽輪機(jī)排汽混合并將其冷凝。受熱后的冷卻水絕大部分由冷卻水循環(huán)泵送至空冷塔散熱器，經(jīng)與空氣對(duì)流換熱冷卻后通過調(diào)壓水輪機(jī)將冷卻水再送至噴射式凝汽器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。受熱的循環(huán)冷卻水的極少部分經(jīng)凝結(jié)水精處理裝置處理后送至汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。1- 鍋爐;2-過熱器;3-汽輪機(jī);4-噴射式凝汽器;5-凝結(jié)水泵;6-凝結(jié)水精處理裝置;7-凝結(jié)水升壓泵;8-低壓加熱器;9-除氧器;10-給水泵;11-高壓加熱器;12-冷卻水循環(huán)泵;13-調(diào)壓水輪機(jī);14-全鋁制散熱器;15-空冷塔;16-旁路節(jié)流閥;17-發(fā)電機(jī)海勒式間接空冷系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是以微

21、正壓的低壓水系統(tǒng)運(yùn)行。其年平均背壓低于直接空冷機(jī)組，稍低于哈蒙式間接空冷機(jī)組，故機(jī)組煤耗較低。該系統(tǒng)缺點(diǎn)是：1).設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜；2).冷卻水循環(huán)泵泵坑較深；3).自動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)雜；4).全鋁制散熱器的防凍性能差。1.3.3哈蒙式間接空冷系統(tǒng)1-鍋爐;2-過熱器;3-汽輪機(jī);4-表面式凝汽器;5-凝結(jié)水泵;6-凝結(jié)水精處理裝置;7-凝結(jié)水升壓泵;8-低壓加熱器;9-除氧器;10-給水泵;11-高壓加熱器;12-循環(huán)水泵;13-膨脹水箱;14-全鋁制散熱器;15-空冷塔;16-除鐵器;17-發(fā)電機(jī)哈蒙式間接空冷機(jī)組是在海勒式間接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的系統(tǒng)。哈蒙式間接空冷機(jī)組由表面式

22、凝汽器與空冷塔構(gòu)成，如圖1-3所示。該系統(tǒng)與常規(guī)的濕冷系統(tǒng)基本相同，不同之處是用空冷塔代替濕冷塔，用不銹鋼凝汽器代替銅管凝汽器，用除鹽水代替循環(huán)水，用密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用自然通風(fēng)方式冷卻。將散熱器裝在自然通風(fēng)冷卻塔中。哈蒙式間接空冷系統(tǒng)類似于濕冷系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約廠用電；設(shè)備少，冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)可按各自要求控制；冷卻水量可根據(jù)季節(jié)調(diào)整，在高寒地區(qū)，在冷卻水系統(tǒng)中可充以防凍液防凍。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是空冷塔占地大，基建投資多；系統(tǒng)中需進(jìn)行兩次換熱，且都屬表面式換熱，使全廠熱效率有所降低。1.3.4干濕聯(lián)合冷卻系統(tǒng)配有空冷系統(tǒng)的空冷機(jī)組，一次性投資較

23、高，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗較大，夏季短暫時(shí)間還要限制機(jī)組出力，故不利于大量采用，配有濕冷系統(tǒng)的濕冷機(jī)組，雖然上述問題較小，但卻需要消耗大量的循環(huán)水。因此電廠采用空冷(干冷)、水冷(濕冷)的干濕聯(lián)合冷卻系統(tǒng)是一種解決上述兩方面的方案，是機(jī)組冷卻系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢(shì)。干濕聯(lián)合冷卻系統(tǒng)機(jī)組既能發(fā)揮空冷機(jī)組的優(yōu)越性，又保持濕冷機(jī)組節(jié)約投資的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性高，夏季出力不限制。非常適應(yīng)機(jī)組變工況運(yùn)行節(jié)水、夜間低負(fù)荷節(jié)水及冬季節(jié)水。第二章直接空冷系統(tǒng)的工作原理，系統(tǒng)組成與冷凝器2.1直接空冷系統(tǒng)的工作原理與組成2. 11工作原理直接空冷系統(tǒng)中不用水作為中介冷卻介質(zhì)，汽輪機(jī)排汽被引到空冷凝汽器中由空氣直接冷卻。其工作原理和

24、系統(tǒng)流程如圖1所示:汽輪機(jī)排汽經(jīng)大口徑排汽管引出，分為數(shù)路到空冷凝汽器配汽管，然后在換熱管中與空氣換熱凝結(jié)成水。部分配汽管上人口處裝有蝶閥，可根據(jù)運(yùn)行情況開關(guān)。三角架換熱面下方的軸流風(fēng)機(jī)使空氣流動(dòng)速度加快，加強(qiáng)換熱，節(jié)約了受熱面投資。為防止冬季受熱面結(jié)凍，直接空冷系統(tǒng)一般都設(shè)有逆流凝結(jié)段，如圖2所示:在逆流段，蒸汽自下而上流動(dòng)，凝結(jié)后的水自上而下流動(dòng)，這樣凝結(jié)后的水還會(huì)吸收部分蒸汽的熱量，防止因過冷而結(jié)凍。2.1.2系統(tǒng)組成直接空冷系統(tǒng)包括自汽輪機(jī)低壓缸排汽口至凝結(jié)水人口范圍內(nèi)的設(shè)備和管道，主要由以下幾部分組成:(1)汽輪機(jī)低壓缸排汽管道;(2)空冷凝汽器管束;(3)凝結(jié)水系統(tǒng);(4)抽氣系統(tǒng)

25、;(5)疏水系統(tǒng);(6)通風(fēng)系統(tǒng);(7)直接空冷支撐結(jié)構(gòu);(8)自控系統(tǒng);(9)清洗裝置。2.2.直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用和特點(diǎn)2.2.1直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用排氣管道對(duì)大容量空冷機(jī)組，排汽管道直徑比較粗，南非matimba電站665mw直接空冷機(jī)組為2缸4排汽，采用2xdn5000左右直徑管道排汽，目前國(guó)內(nèi)幾個(gè)空冷電站設(shè)計(jì)情況來看，300mw機(jī)組排汽管道直徑在dn5000多,600mw機(jī)組排汽管道在dn6000左右。排汽管道從汽機(jī)房a列引出后，排汽母管橫向布置。空冷凝汽器的冷卻裝里a型架構(gòu)一般雙排管束由鋼管鋼翅片所組成，為防腐表面渡鋅。單排管為鋼管鋁翅片，釬焊在大直徑矩形橢圓管上。

26、冷卻元件即翅片管，它是空冷系統(tǒng)的核心，其性能直接影響空冷系統(tǒng)的冷卻效果。雙排管的構(gòu)成橢圓鋼管鋼翅片，管徑是100x20mm的橢園鋼管，纏繞式套焊矩形翅片，管兩端呈半圓，中間呈矩形。首先接受空氣側(cè)的內(nèi)側(cè)管翅片距為4mm，外側(cè)管翅片距為2.5mm。管距為50mm，根據(jù)散熱面積大小，可以變化管子根數(shù)，多根管數(shù)組成一個(gè)管束，每8片或10片管束構(gòu)成一個(gè)散熱單元，兩個(gè)管束約成60度角構(gòu)成“a”字形結(jié)構(gòu)。散熱單元布置每臺(tái)機(jī)組布置成垂直、平行汽機(jī)房方向，有列、行之分。30mw機(jī)組布置6列4行或5行單元數(shù)，單元總數(shù)為24或30；600mw機(jī)組布置8列6行或8行單元數(shù)，單元總數(shù)有48、56、64散熱單元。抽氣系統(tǒng)

27、抽氣系統(tǒng)在逆流單元管束的上端裝置排氣口，與設(shè)置的抽汽泵相聯(lián)。300mw機(jī)組的系統(tǒng)容積大約5300m3，抽氣時(shí)間約40min。在抽氣時(shí)注意，蒸汽和不凝氣體的分壓力，抽氣不可抽出乏汽。抽氣系統(tǒng)也是保證系統(tǒng)背壓的。凝結(jié)水系統(tǒng)冷卻單元下端集水箱，從翅片管束收集的凝結(jié)水自流至平臺(tái)地面或以下的熱井，通過凝結(jié)泵再將凝結(jié)水送往凝結(jié)水箱并送回?zé)崃ο到y(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)散熱目前均采用強(qiáng)制通風(fēng)，大型空冷機(jī)組宜采用大直徑軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可為單速、雙速、變頻調(diào)速三種。根據(jù)工程條件可選擇任一種或幾種優(yōu)化組合方案。就目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在寒冷地區(qū)或晝夜溫差變化較大的地區(qū)，采用變頻調(diào)速使風(fēng)機(jī)有利于變工況運(yùn)行,同時(shí)也可

28、降低廠用電耗。自拉系統(tǒng)和清洗裝里散熱器單元都要裝配清洗泵，用以清除翅片管上的污垢，如大風(fēng)產(chǎn)生的雜物、平時(shí)積累的灰塵等。支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)是直接空冷裝置的主要承重設(shè)備，上部為鋼析架結(jié)構(gòu)，下部為鋼筋混凝土支柱和基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)體系龐大，受各種荷載作用復(fù)雜。2.2.2直接空冷機(jī)組的特點(diǎn)（1）直接空冷機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)1耗水量小在水冷凝汽器機(jī)組中，冷卻塔的蒸發(fā)損失量很大，約占全廠耗水量的90%以上，直接空冷凝汽器采用空氣冷卻，減少中間的水冷過程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用直接空冷凝汽器系統(tǒng)的機(jī)組比水冷凝汽器機(jī)組節(jié)水70%以上。由于直接空冷的節(jié)水特性，在富煤而干早缺水地區(qū)電站建設(shè)開辟了一條新道路。2占地面積小直接空冷凝汽器系統(tǒng)沒有水

29、冷凝汽器系統(tǒng)中的循環(huán)冷卻水塔和循環(huán)水泵房，建在廠房外，利用廠房與升壓站空間，因此，占地面積減少。3較高的經(jīng)濟(jì)性在水資源日益緊張、水價(jià)不斷提高、環(huán)保要求等問題的日益突出，直接空冷系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)越性也就更加突出。從投資角度看，直接空冷系統(tǒng)機(jī)組造價(jià)高，而且運(yùn)行期間的熱耗率較高，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮在富煤貧水地區(qū)建造電廠及運(yùn)行所需的費(fèi)用遠(yuǎn)比水源充足地區(qū)的煤炭運(yùn)輸費(fèi)用低，并且節(jié)約大量的用水。因此，直接空冷系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性將高于水冷機(jī)組，同時(shí)在節(jié)約大量用水的同時(shí)創(chuàng)造了更高的社會(huì)價(jià)值。4運(yùn)行安全可靠、防凍效果好直接空冷機(jī)組將整個(gè)系統(tǒng)劃分為若干單元，如某電廠200mw機(jī)組凝汽器系統(tǒng)劃分為24個(gè)凝汽單元，在

30、運(yùn)行期間可以將出現(xiàn)故障的單元與整體隔離進(jìn)行維修;在降負(fù)荷運(yùn)行及冬天，在滿足冷卻條件時(shí)可以將部分單元停運(yùn);可以對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，以進(jìn)行凝結(jié)水過冷度和汽輪機(jī)背壓的調(diào)整。（2）直接空冷機(jī)組的缺點(diǎn)直接空冷系統(tǒng)存在的缺陷1機(jī)組被壓高、變化大汽輪機(jī)被壓在超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)，汽輪機(jī)將被迫降低出力，影響機(jī)組效率。由于空氣熱容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水，冷卻能力低，即使空冷系統(tǒng)具有很大的換熱面積，但是機(jī)組的被壓普遍比濕冷機(jī)組高，一般設(shè)計(jì)背壓為15-35kpa。環(huán)境溫度對(duì)機(jī)組被壓影響也很大，一些地區(qū)機(jī)組由于環(huán)境溫度影響，在冬季被壓能降到設(shè)計(jì)被壓的一半以下，夏天卻升到設(shè)計(jì)被壓的200%以上，因此，汽輪機(jī)必須能適應(yīng)較寬背壓范圍的

31、需要。雖然直接空冷機(jī)組的汽輪機(jī)可以適應(yīng)較大范圍的背壓變化，但在一年中的某段時(shí)間內(nèi)，由于背壓超出設(shè)計(jì)范圍，汽輪機(jī)出力將被迫降低。2熱空氣再循環(huán)的影響在直接控冷系統(tǒng)中，由于采用了空冷強(qiáng)制通風(fēng)，熱氣出口的空氣可能被空氣入口吸入進(jìn)行再循環(huán)。在夏天機(jī)組運(yùn)行中，熱空氣的再循環(huán)嚴(yán)重影響凝汽器的冷卻效率。熱空氣的再循環(huán)與凝汽器的幾何參數(shù)、外部風(fēng)速及風(fēng)向有關(guān)。在凝汽器周圍設(shè)置擋熱板能較好地解決這一問題。此外，風(fēng)機(jī)群噪聲對(duì)環(huán)境的影響、風(fēng)機(jī)消耗動(dòng)力、維護(hù)量大、系統(tǒng)的負(fù)壓區(qū)域大等都是空冷機(jī)組存在的缺點(diǎn)。2.3直接空冷系統(tǒng)的應(yīng)用條件1直接空冷的應(yīng)用條件(1)燃用當(dāng)?shù)氐椭得海疫M(jìn)廠煤價(jià)低廉。(2)氣候寒冷而漫長(zhǎng)，夏季高氣

32、溫段(to300)歷時(shí)短、峰值不高。(3)風(fēng)大、有風(fēng)的季節(jié)較長(zhǎng)。(4)國(guó)家為保護(hù)環(huán)境，制定了廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)，火電直接空冷凝汽器的軸流空冷風(fēng)機(jī)噪聲較大，為降噪需付出相當(dāng)?shù)拇鷥r(jià)。(5)國(guó)內(nèi)3個(gè)大型動(dòng)力設(shè)備制造廠(上汽、哈汽、東汽)都能制造大型火電空冷汽輪機(jī)，如超高壓參數(shù)200mw、亞臨界參數(shù)的300mw,600 mw空冷機(jī)組，其性能符合環(huán)境要求，運(yùn)行穩(wěn)定。(6)國(guó)內(nèi)有多家空冷散熱器專業(yè)制造廠，可生產(chǎn)制作各種管型的產(chǎn)品。大直徑軸流空冷風(fēng)機(jī)有國(guó)產(chǎn)廠、合資廠生產(chǎn)制作標(biāo)準(zhǔn)型、低噪聲、超低噪聲和超靜型不同葉片的空冷風(fēng)機(jī)。(7)我國(guó)工程技術(shù)界在已掌握200mw級(jí)空冷技術(shù)的基礎(chǔ)上，也基本掌握大型火電直接空冷的設(shè)計(jì)

33、、施工、調(diào)試、運(yùn)行、測(cè)試方面的技術(shù)。(8)國(guó)家重視火電空冷技術(shù)的發(fā)展并制定相關(guān)扶持政策。(9)火電直接空冷技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是大幅度節(jié)水(全廠節(jié)水率約7500)。直接空冷技術(shù)是我國(guó)火力發(fā)電發(fā)展必備技術(shù)之一。2.4空冷凝汽器結(jié)構(gòu)型式2.4.1空冷凝汽器結(jié)構(gòu)的基本型式直接空冷是指汽輪機(jī)排汽在空冷凝汽器中被空氣冷卻而凝結(jié)成水。排汽與空氣之間的熱交換是在表面式空冷凝器內(nèi)完成的。直接空冷的冷源是空氣，熱介質(zhì)是飽和蒸汽。處于真空狀況下的汽輪機(jī)排汽經(jīng)汽管道送至空冷凝汽器中，冷空氣在散熱器支翅片管外側(cè)流過，將管內(nèi)飽和蒸汽冷凝。冷凝后的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送至汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)，最后回到鍋爐?？绽淠鞯慕Y(jié)構(gòu)有順流、逆流、

34、順逆聯(lián)合式三種。(1)順流式汽輪機(jī)排汽沿配汽管由上而下進(jìn)入空冷凝汽器被冷凝，冷凝后的凝結(jié)水的流動(dòng)方向與蒸汽流動(dòng)方向相同，稱之為順流式空冷凝汽器。順流的空冷凝汽器具有凝結(jié)水膜較薄、傳熱效果好，汽阻也小等優(yōu)點(diǎn)。但在低負(fù)荷或低氣溫條件下，凝結(jié)水箱內(nèi)可能出現(xiàn)凝結(jié)水過冷卻現(xiàn)象。過冷卻將使凝結(jié)水含量增多，引起翅片管的腐蝕。過冷卻還有導(dǎo)致冰凍的危險(xiǎn)。(2)逆流式汽輪機(jī)排汽管由下向上進(jìn)入空冷凝器被冷凝，冷凝后的凝結(jié)水的流動(dòng)方向與蒸汽流動(dòng)方向相反，稱之為逆流式空冷凝汽器。逆流式空冷凝汽器雖沒有凝結(jié)水過冷卻和冰凍現(xiàn)象，但由于散熱管管內(nèi)凝結(jié)水液膜較厚，汽阻大，故傳熱效果差。(3)順逆流聯(lián)合式在直接空冷系統(tǒng)中，既要提

35、高傳熱性能，又需防止凝結(jié)水凍結(jié)，空冷凝汽器的結(jié)構(gòu)，即以順流為主、逆流為輔，且兩者散熱面積維持一定比例。2.4.2直接空冷的典型連接系統(tǒng)直接空冷的連接系統(tǒng)主要指空冷凝汽器的連接方式。目前，較為常見的空冷凝汽器有以下三種：gea型空冷凝汽器、赫德遜（hudson）型空冷凝汽器、拉默斯（lummus）型空冷凝汽器。比較見表2-3：表2-3上述三種空冷凝汽器的連接系統(tǒng)比較序號(hào)名稱gea型hudson型lummus型1管束排列縱向縱向水平u型管2冷凝區(qū)單獨(dú)的主凝區(qū)與輔凝區(qū)主凝區(qū)與輔凝區(qū)在一起單獨(dú)的主凝區(qū)與輔凝區(qū)3主凝區(qū)與輔凝區(qū)比例7：1不詳19：14后聯(lián)箱（收集箱）各管排共用一個(gè)每個(gè)管排有一個(gè)各管排共用

36、一個(gè)5抽空氣部位空氣從輔凝區(qū)的出口管頂部抽出空氣從管束頂部抽出空氣從輔凝區(qū)的出口管頂部抽出6電廠采用情況美國(guó)330mw及南非665mw的汽輪機(jī)均已投運(yùn)不詳不詳?shù)谌?直接空冷技術(shù)的發(fā)展全球火電廠空冷技術(shù)已步人第4個(gè)發(fā)展階段(2001一2010)，即以大機(jī)組直接空冷(下稱acc)為主。我國(guó)屬于資源型嚴(yán)重缺水的國(guó)家，水資源己成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸。2007年8月2日國(guó)務(wù)院下發(fā)(國(guó)辦發(fā)200753號(hào))節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)，“按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的原則，優(yōu)先調(diào)度可再全發(fā)電資源，按機(jī)組能耗和污染物排放水平由低到高順序依次調(diào)用化石類發(fā)電資源。最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放?！?以改進(jìn)以往按固定

37、的發(fā)電功率的調(diào)度方式，這將有利于acc機(jī)組的投運(yùn)。我國(guó)從2003年起在北方富煤缺水地區(qū)，陸續(xù)應(yīng)用acc技術(shù)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已投產(chǎn)和在建的火電acc機(jī)組裝機(jī)容量約達(dá)6000萬kw。31南非acc技術(shù)的應(yīng)用南非于1987一1992年連續(xù)建成裝機(jī)容量為6665mw(近4gw)全球最大的亞臨界acc燃煤電廠(下稱m廠)。廠址處于熱帶草原性氣候(炎熱干燥),氣溫極值為-2一45，全年溫差僅有47。設(shè)備選型(1)acc汽輪機(jī)。是德國(guó)man公司生產(chǎn)，設(shè)計(jì)背壓p=17.9kp(氣溫t=18)，滿發(fā)最高背壓p=32.6kpa(氣溫t=32)，當(dāng)環(huán)境氣溫t32.1時(shí)開始減負(fù)荷。由于受凝結(jié)水精處理樹脂耐溫限制，曾出現(xiàn)

38、過只可帶500mw負(fù)荷。該機(jī)組跳閘背壓為60mpa，曾在1992年熱季發(fā)生過爐后來風(fēng)(風(fēng)速6m/s)，發(fā)生強(qiáng)熱回流迫使1號(hào)機(jī)與6號(hào)機(jī)跳閘停機(jī)的事故。該機(jī)組的阻塞背壓pmin=11.5kpa，汽輪機(jī)末級(jí)葉片高度為662mm，其單位環(huán)形排汽面積下的功率ne=38.78mw/。(2)汽輪機(jī)乏汽直接由2條dn5000mm特大直徑排汽管引出，沒有排汽裝置。(3)空冷散熱器。采用德國(guó)gea公司的雙排管管型，全鋼制熱浸鋅的橢圓芯管套，矩形有繞流小孔翅片的翅片管束。按折算成600mw時(shí)散熱表面積ft約為102104m，單容為ff=1.6993/kw。主、輔散熱面積之比為7：1。(4)空冷風(fēng)機(jī)群。由于選取的迎面

39、風(fēng)速v較高(推算為3.15m/s），則所配單臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率大，使單臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量多、全壓高、轉(zhuǎn)速快。雖所需風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)有所減少，但相對(duì)噪聲也大。m廠每臺(tái)650mwacc機(jī)組，配用48臺(tái)固定轉(zhuǎn)速為115r/min空冷風(fēng)機(jī)。其風(fēng)量為681.75m3/(s/臺(tái))，靜壓為145pa，電機(jī)功率為270kw/臺(tái)，全部為12960kw。當(dāng)時(shí)還沒有對(duì)廠界噪聲進(jìn)行限制，故m廠屬于高噪聲、高耗能的設(shè)計(jì)技術(shù)。在m廠現(xiàn)場(chǎng)零米地面測(cè)試噪聲為95db(a)，每臺(tái)665mwacc機(jī)組空冷風(fēng)機(jī)群最大功率達(dá)12960kw，占機(jī)組額定容量的1.95%。（5）抽真空設(shè)備。采用蒸汽抽氣器，2臺(tái)主抽氣器(1運(yùn)1備)，2臺(tái)起動(dòng)抽氣器(1運(yùn)1備)

40、。運(yùn)行指標(biāo)平均供電煤耗bg=359g(kw.h)，裝機(jī)取水量vc=0.085m3(a.gw)，全廠實(shí)施廢水零排放，空冷島占地面積為9.20/mw，空冷風(fēng)機(jī)最大廠用電量為19.49(偏大)，距150m處廠界聲壓級(jí)噪聲遠(yuǎn)大于55db(a)(明顯不合格)。總之，南非acc技術(shù)屬于低耗水、零排放、少占地、中等煤耗、高噪聲、高耗能時(shí)代的工程技術(shù)。32我國(guó)ac技術(shù)的發(fā)展321acc設(shè)備3211國(guó)產(chǎn)acc汽輪機(jī)分類國(guó)產(chǎn)acc汽輪機(jī)按照我國(guó)北方氣候寒冷的特點(diǎn)，筆者提出分為高寒（零下36以下）、中寒（零下30左右）、低寒（零下20左右）三種類型的acc汽輪機(jī)。例如:高寒類型的汽輪機(jī)有哈爾濱汽輪機(jī)廠(下稱哈汽)的

41、600mw機(jī)組，末葉高度h=680mm、np=29.53mw/;中寒類型的汽輪機(jī)有東方汽輪機(jī)廠的(下稱東汽)的6o0mw級(jí)機(jī)組，末葉高度h=655mm，np=31.92mw/;低寒類型的汽輪機(jī)有上海汽輪機(jī)廠(下稱上汽)的600mw級(jí)機(jī)組，末葉高度h=655mm，np=33.86mw/，哈汽的600mw級(jí)機(jī)組，末葉高度h=620mm，np=33.19mw/。acc汽輪機(jī)跳閘背壓宜選用上汽、東汽的80kpa為好，哈汽的65kpa尚可，但都高于m廠的60kp，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性。阻塞背壓在6一7.8kp，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于m廠11.5kpa，故我國(guó)的600mwacc機(jī)組的ft值要大些。3212空冷散熱器我

42、國(guó)600mw級(jí)acc機(jī)組采用的空冷散熱器型式有多種:內(nèi)蒙古通遼電廠采用國(guó)產(chǎn)雙排管管型的散熱器，其散熱表面積為ff=165104;山西武鄉(xiāng)電廠為德國(guó)與比利時(shí)聯(lián)合的spx公司張家口廠制造的三排管型散熱器，其ff值為138104;大同電廠采用德國(guó)gea公司進(jìn)口單排管型散熱器，其ff=153.2104;內(nèi)蒙占上都電廠采用德國(guó)與比利時(shí)聯(lián)合spx公司天津廠制造的單排管型散熱器，其ft=153.2104;國(guó)產(chǎn)單排管型散熱器，不同管型的管束迎面風(fēng)速與傳熱系數(shù)曲線如圖1所示。不同管型的管束迎面風(fēng)速與空氣側(cè)阻力曲線如圖2所示。由圖1、圖2可知:單排管型傳熱系數(shù)k值比較平緩，當(dāng)管束迎面風(fēng)速v從2.0m/s升到2.5

43、m/s時(shí)，其k值提高不足5%，而空氣側(cè)阻力(圖2中p1曲線)卻增加了28%;三排管型具有較高的k3值和較低的p3值，武鄉(xiāng)電廠600mw空冷機(jī)組選用三排管型的空冷散熱器;雙排管型雖有稍高k2值，但其p2值卻較高。由此可知，各種管型差異導(dǎo)致了600mw空冷機(jī)組散熱表面積ff的不同。國(guó)產(chǎn)單排扁管蒸汽冷卻翅片管如圖3所示。其換熱性能當(dāng)風(fēng)速為2m/s時(shí)，其傳熱系數(shù)k值為35.35w(k)，風(fēng)阻不詳。筆者認(rèn)為在我國(guó)高寒、中寒地區(qū)盡量選用單排管型散熱器(因比國(guó)外造價(jià)可降低1%)，在低寒地區(qū)可考慮三排管型散熱器(因其性能優(yōu)、散熱面積少)。3213空冷風(fēng)機(jī)群我國(guó)600mwacc機(jī)組采用空冷風(fēng)機(jī)群有:山東威海的豪

44、頓華公司生產(chǎn)的低噪聲elfa型滬風(fēng)機(jī);意大利comc公司生產(chǎn)的風(fēng)機(jī);國(guó)產(chǎn)保定的降噪型(中寬葉型)、低噪型(寬厚葉型)風(fēng)機(jī)和正研制的前掠葉型超低噪型(即超靜音型)空冷風(fēng)機(jī)，已完成相關(guān)試驗(yàn)。3214抽真空設(shè)備我國(guó)acc的抽真空設(shè)備，全部采用大型水環(huán)式真空泵，而沒有采用需配備單獨(dú)汽源，耗用蒸汽系統(tǒng)復(fù)雜的射汽抽氣器。33 acc系統(tǒng)3311行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范由國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)dl/t5339一2006火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范已于2006年10月1日實(shí)施，其中針對(duì)空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)共有5條:通過優(yōu)化計(jì)算確定最佳空冷型式，設(shè)計(jì)氣溫，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)背壓和空冷散熱器面積;基本設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定;間接空冷系統(tǒng)的布置規(guī)定;

45、直接空冷系統(tǒng)的布置規(guī)定;空冷系統(tǒng)設(shè)備的選擇。這樣，我國(guó)針對(duì)空冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，有了統(tǒng)一規(guī)定和依據(jù)。3312汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)300mw亞臨界濕冷機(jī)組的回?zé)嵯导?jí)為8級(jí)，采用acc系統(tǒng)后改為7級(jí)(3高、1除、3低)，取消了1級(jí)低壓加熱器，既降低機(jī)組熱耗約17kj/(kwh，又節(jié)約投資約200萬元。3313空冷凝汽器性能考核評(píng)價(jià)方法的補(bǔ)充acc系統(tǒng)的性能考核評(píng)價(jià)方法除了必須考核換熱能力、風(fēng)機(jī)耗能水平之外，還應(yīng)對(duì)傳熱系數(shù)作為補(bǔ)充，這樣較為全面。3314治理600mwacc機(jī)組真空漏點(diǎn)內(nèi)蒙古上都電廠歷時(shí)半年陸續(xù)查找了65個(gè)漏點(diǎn)，經(jīng)采用涂抹洗滌液和刮胡液等土方法并結(jié)合氦氣、超聲波找漏等先進(jìn)技術(shù)設(shè)施，使真空系統(tǒng)

46、實(shí)際運(yùn)行所能達(dá)到的滿發(fā)背壓由33kpa降至冬季運(yùn)行最低背壓9kpa，低于設(shè)計(jì)背壓13.7kpa。這樣全年可節(jié)約燃煤費(fèi)用約1428萬元。3315抽氣系統(tǒng)的改進(jìn)（1）取消了抽空氣管道。以濾汽閥代替開關(guān)式球閥。一則減少阻力;二則解決冬季汽輪機(jī)背壓弊升和逆流區(qū)凍結(jié)的困擾。（2）建議采用變頻調(diào)速真空泵，該泵轉(zhuǎn)速用進(jìn)出逆流區(qū)的汽(氣)溫差t來控制。當(dāng)環(huán)境氣溫t2時(shí)，t取5以減少抽氣帶汽量;當(dāng)t2時(shí),t取3以防止逆流區(qū)凍結(jié)。332 acc技術(shù)的發(fā)展3321 acc汽輪機(jī)銘牌功率nm的標(biāo)定我國(guó)近幾年投運(yùn)的acc機(jī)組的功率仍沿用濕冷機(jī)組功率，acc機(jī)組的銘牌功率nm的標(biāo)定工作還沒有開展。隨著我國(guó)空冷技術(shù)的發(fā)展，

47、nm標(biāo)定應(yīng)提到日程?？绽錂C(jī)組的功率宜按tmcr工況(最大連續(xù)工況)作為空冷系統(tǒng)的計(jì)算工況。因其tmcr工況的排汽熱負(fù)荷要比tha(熱耗率驗(yàn)收)工況高6%一7%，同時(shí)tmcr工況也反映了機(jī)組的全年經(jīng)濟(jì)性。以tmcr工況為基礎(chǔ)，通過測(cè)算出全年平均等效功率，定義為空冷機(jī)組的銘牌功nm。另一種是以vwo(閥門全開)工況流量對(duì)應(yīng)機(jī)組背壓為35kpa(最高運(yùn)行背壓)作為校核條件，以額定進(jìn)汽流量d0所發(fā)出的功率為nm值。3322 空冷風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)群的噪聲控制技術(shù)以單個(gè)風(fēng)機(jī)的聲壓級(jí)噪聲在7db（a）a以下;風(fēng)機(jī)群在廠界150m處聲壓級(jí)噪聲在5db(a)以下為控噪基準(zhǔn)。（1）降低單機(jī)噪聲技術(shù)。降低空冷風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速

48、n，使葉尖線速度控制在3033.5m/s。，具有良好的降噪效果。例如對(duì)葉輪直徑為9.14m的風(fēng)機(jī)，折算出n=6370r/min，一般認(rèn)為n=65r/min滿足要求。增加葉片數(shù)目、縮小葉輪直徑、增大實(shí)度、調(diào)大葉片安裝角度都可取得降噪效果。采用“前掠葉形”的超靜音型風(fēng)機(jī)可比低噪聲風(fēng)機(jī)降噪56db(a),造價(jià)稍貴(9.7m超靜音型空冷風(fēng)機(jī)每臺(tái)造價(jià)約為150萬元)。(2)降低風(fēng)機(jī)群噪聲技術(shù)。適當(dāng)降低迎面風(fēng)速v，增加管束散熱表面積ff，從而降低了風(fēng)量、全壓、進(jìn)而降低噪聲。例如:內(nèi)蒙古托克托電廠的2600mwacc機(jī)組，采用gea公司單排管管型散熱器，選用v約為1.68m/s，致使ff=183.8104，

49、而每臺(tái)僅600mw機(jī)組配56臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)，其電動(dòng)機(jī)功率僅90kw/臺(tái)，全部最大功率nmax為5040kw，僅占機(jī)組額定功率的0.84%，比同容量濕冷機(jī)組的循環(huán)水泵電機(jī)功率所需6000kw還要少些。但ff太大，所付代價(jià)昂貴，一般不予推廣。如果選用spx公司張家口廠制造的三排管管型散熱器，情況截然不同，既可大幅度減少ff值，又能獲得合理的略少的風(fēng)機(jī)電機(jī)所耗功率。在特大的排汽管道內(nèi)裝設(shè)消聲器降噪。在空冷島平臺(tái)上設(shè)擋風(fēng)墻和每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)分隔墻構(gòu)成“封閉小間”以降低環(huán)境噪聲，3.3.2.3深度節(jié)水技術(shù)(1)目前，我國(guó)acc燃煤電廠裝機(jī)取水量vc平均值為0.15m3/（agw）。以潭山電廠2300mwacc機(jī)組

50、為例，在相關(guān)系統(tǒng)的工藝與一般情況相同的條件下，vc=0.084m3/(sgw)達(dá)到先進(jìn)水平，其2300mwacc燃煤電廠水量平衡圖如圖4所示(圖中單位為m3/h)。(2)主要指標(biāo)及評(píng)價(jià)。全廠耗水指標(biāo)為0.084m3/(sgw)，低于規(guī)定空冷機(jī)組單機(jī)容量為300mw及以上的電廠不大于0.20m3/(sgw)的指標(biāo)，僅為濕冷機(jī)組單機(jī)容量為300mw及以上的電廠指標(biāo)（不大于0.8m3/(sgw)）的10.5%，節(jié)水率約達(dá)90%。全廠凝結(jié)水補(bǔ)水率為1.7%，略高于規(guī)定的單機(jī)容量300mw及以上機(jī)組補(bǔ)水率應(yīng)小于1.5%。原因是部分暖汽用疏水因水質(zhì)不合格而未回收，待水質(zhì)合格后才回收。通過水量平衡試驗(yàn)，基本

51、摸清了機(jī)組投產(chǎn)后的供水、用水和耗水量情況。試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)期間，全廠新鮮水總量為182m3/h,低于設(shè)計(jì)指標(biāo)309m3/h。試驗(yàn)期間，全廠耗水指標(biāo)為0.084m3/(sgw)，低于規(guī)定指標(biāo)0.2m3/(sgw)，低于設(shè)計(jì)指標(biāo)0.143m3/(sgw)。試驗(yàn)期間，補(bǔ)水率為1.7%，略高于規(guī)定指標(biāo)1.5%。需加強(qiáng)對(duì)暖汽疏水的回收，降低補(bǔ)水率。投產(chǎn)后的水量平衡與設(shè)計(jì)的水量平衡基本一致，設(shè)計(jì)是合理的。采用直接空冷技術(shù)可大幅度節(jié)水(全廠性節(jié)水率達(dá)90%)，推廣空冷技術(shù)是節(jié)水的重要措施。全廠供水水源分兩路，生產(chǎn)供水由庫(kù)水經(jīng)鄰近電廠直流供水的回水供應(yīng)152m3/h，生活供水由當(dāng)?shù)刈詠硭竟?yīng)30m3/h

52、。3324風(fēng)環(huán)境對(duì)空冷島的影響數(shù)值分析不同風(fēng)向、風(fēng)速下空冷凝汽器冷風(fēng)吸入量的比較見表1。進(jìn)人空冷島的平均人口風(fēng)溫與換熱力見表2。不同風(fēng)速下對(duì)表2進(jìn)行分析:隨著風(fēng)速的升高，空冷島人口風(fēng)溫的增值有所減少。在同一風(fēng)向下，換熱能力隨風(fēng)速升高而迅速下降。在不同風(fēng)向時(shí)，空冷島進(jìn)風(fēng)口來風(fēng)時(shí)，換熱能力最好，側(cè)面風(fēng)次之，爐后風(fēng)最差。在環(huán)境風(fēng)速12m/s以下時(shí)，空冷島進(jìn)風(fēng)口來風(fēng)可使acc系統(tǒng)換熱能力基本能夠滿足30、3okpa的設(shè)計(jì)要求，保證機(jī)組滿負(fù)荷度夏。3一12m/s的側(cè)面風(fēng)和爐后風(fēng)，使acc系統(tǒng)換熱能力小于機(jī)組排熱量，將導(dǎo)致汽輪機(jī)背壓升高，嚴(yán)重時(shí).將引起機(jī)組掉閘停機(jī)。爐后風(fēng)不同風(fēng)速與acc汽輪機(jī)背壓預(yù)報(bào)見表

53、3。由表3分析:當(dāng)環(huán)境風(fēng)速達(dá)12m/s時(shí)，汽輪機(jī)背壓p接近國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)跳閘背壓65kpa，若為80kpa將增加運(yùn)行安全性。對(duì)跳閘背壓65kpa的機(jī)組可提前預(yù)報(bào)，即早降負(fù)荷運(yùn)行。3325 中水作為acc電廠鍋爐補(bǔ)給水的處理技術(shù)大同發(fā)電有限責(zé)任公司2600mwacc燃煤電廠全部用水量為895m3/s，全部由城市中水供應(yīng)。其中，140m3/h用于沖灰，755m3/h經(jīng)超濾后可產(chǎn)水681m3/h，566m3/h作為輔機(jī)冷卻的補(bǔ)充水，其余115m3/h為鍋爐補(bǔ)給水。鍋爐補(bǔ)給水的深度處理技術(shù):反滲透一一級(jí)除鹽和混床一除鹽水箱一泵、進(jìn)鍋爐。acc電廠發(fā)電用水首次全部采用城市中水作水源，不僅運(yùn)行費(fèi)用低(0.6元

54、/m3，)，還可減少外排城市污水，使污水資源化;同時(shí)間接節(jié)約城市地下水和地表水，具有明顯的社會(huì)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益。33. 2. 6 acc汽包爐機(jī)組的爐水、給水處理新技術(shù)（1）acc汽包爐機(jī)組的水質(zhì)特點(diǎn)。凝結(jié)水含鹽量低且穩(wěn)定;凝結(jié)水溫度高。(2)爐內(nèi)水處理。宜采用氫氧化鈉(naoh)，其優(yōu)點(diǎn)是:爐水naoh工況下所形成的保護(hù)膜強(qiáng)度高、致密而堅(jiān)固，爐本體鐵含量降低;naoh中和co2的能力比氨強(qiáng)，而且加藥量比氨小的多;naoh工況有修復(fù)疏松和不完整的保護(hù)膜作用，出現(xiàn)點(diǎn)蝕后對(duì)蝕點(diǎn)的修復(fù)能力也強(qiáng)。鍋爐給水處理。宜采用氧化性處理方式，該技術(shù)解決了現(xiàn)有acc汽包爐機(jī)組原采用的還原性處理方式所造成的運(yùn)行中凝

55、結(jié)水溶氧嚴(yán)重超標(biāo)，含鐵量較高，精處理運(yùn)行周期短和熱力系統(tǒng)受熱面鐵垢沉積率大等缺陷，從而為亞臨界和超臨界acc汽包爐機(jī)提供了電站鍋爐給水處理新經(jīng)驗(yàn)?？偨Y(jié)(1)我國(guó)acc技術(shù)是在北方富煤缺水、氣候寒冷、全年溫差差大、晝夜溫差也大、風(fēng)多、風(fēng)速較大、風(fēng)沙多的地區(qū)應(yīng)用并發(fā)展起來的。acc機(jī)組單機(jī)容量不斷增大，總?cè)萘靠蛇_(dá)6000萬kw，將成為全球空冷大國(guó)。(2)我國(guó)在acc工程實(shí)踐中，積累了自己特有的經(jīng)驗(yàn)，在acc技術(shù)進(jìn)步有:將國(guó)產(chǎn)空冷汽輪機(jī)進(jìn)行分類;空冷散熱器類型多樣并且已國(guó)產(chǎn)化;提高了空冷風(fēng)機(jī)降噪性能;抽真空設(shè)備選用真空泵并對(duì)其抽氣系統(tǒng)有所改進(jìn);空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了統(tǒng)一規(guī)范、空冷汽輪機(jī)銘牌功率開始標(biāo)定;鍋爐補(bǔ)給水開始使用中水并經(jīng)深度處理后回用，acc機(jī)組裝機(jī)取水量?jī)H為0.084m3/(sgw)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;研究并提出風(fēng)環(huán)境對(duì)空冷島影響的數(shù)值;提出了acc電廠汽包爐的爐水、給水處理的新方法等15項(xiàng)。第四章直接空冷的應(yīng)用研究4.1直接空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中存在的問題4.1.1直接空冷技術(shù)所存在的問題直接空冷系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)處于起步階段，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行上均缺乏更