空冷凝汽器培訓

空冷凝汽器1什么是火電站空冷發(fā)電技術？火電站空冷發(fā)電技術是指：使用空冷凝汽系統(tǒng)而不是水冷凝汽系統(tǒng)來作為火力發(fā)電廠蒸汽輪機的冷端，將在蒸汽輪機低壓缸內(nèi)做工后的乏汽冷凝成為凝結水，從而完成一個做工循環(huán)而進入下一個做工循環(huán)。中國首個大型直接空冷發(fā)電項目－山西云崗發(fā)電有限公司2x200MW(北京大唐控股)*2為什么要使用空冷發(fā)電技術？一般來講，火力發(fā)電廠經(jīng)常使用濕式冷卻塔來冷卻廢熱，其中效率最高的莫過于使用河水或海水的開式循環(huán)冷卻。當限于自然和環(huán)保條件而無法使用開式冷卻時，可使用濕式冷卻塔進行閉式循環(huán)冷卻（即常見的雙曲面冷卻塔），但效率略低，而且在運行中要不停補充大量的冷卻水。傳統(tǒng)的濕式冷卻技術在條件允許的情況下得到了廣泛應用，但當水源缺乏、空間有限或存在其它限制時（富煤少水），就不能夠使用，于是空氣冷卻凝汽技術，尤其是直接空冷凝汽技術，便應運而生。*3空冷機組技術指標序號電廠名稱空冷機組的技術經(jīng)濟指標機組容量風機群總功率風機功率占機組額定功率的百分比年均供電煤耗發(fā)電裝機取水量(方/秒/GW)空冷機組全廠熱效率與同容量濕冷機組相比年節(jié)水率%年節(jié)水量噸/年/臺增加供電煤耗百分比1寶日希勒發(fā)電600338.30.15540.332陜西國華錦界6.161332.60.464080500萬3大唐云岡熱電2002.161.080.4770.14.3754國電大同6005.0271.2323430.16139.63756.35內(nèi)蒙托克托5.040.84352.50.1837.869745萬8.16山西保德1351.20.88351.40.16535781705867鄂爾多斯6004.3990.733060．12840.984944萬28青山3003.31.1347.438.9*4空冷汽輪機空冷技術在循環(huán)冷端，通過改變低壓缸的設計，以增加能源消耗的代價來節(jié)約水資源。空冷汽輪機的設計背壓是濕冷汽輪機的2～3倍，損失了約5～8%的有效焓降，機組的熱效率降低了3～5%，排汽容積流量約為濕冷機組的1/2~1/3。在同樣功率下，新汽流量增加了3～5%*5空冷汽輪機末級葉片容積流量小，末級葉片短為適應高背壓以及背壓變化敏感的特點，應提高葉片級的根部反動度。背壓變化大排汽容積變化大要求低壓缸長葉片具有良好的變工況運行性能。小流量高背壓工況和大流量低背壓工況*6空冷系統(tǒng)分類表面式凝汽器間接空冷——哈蒙式混合式凝汽器間接空冷——海勒式直接空冷*7間接空冷——海勒系統(tǒng)*8調(diào)壓水輪機的功能調(diào)整水輪機導葉開度來調(diào)整混合式凝汽器噴嘴前的水壓，使水和蒸汽充分接觸回收能量，減少冷卻水循環(huán)的功率消耗*9海勒系統(tǒng)缺點設備多系統(tǒng)復雜防凍性能差初投資較高*10間接空冷——哈蒙系統(tǒng)*11哈蒙系統(tǒng)缺點空冷基建投資大空冷設施占地面積大兩次換熱都是表面式換熱，效率低*12*13*14直接空冷系統(tǒng)*15直接空冷發(fā)電技術直接空冷發(fā)電技術是目前空冷發(fā)電技術中最主要的一種，其工作原理為：將在蒸汽輪機低壓缸內(nèi)做工后的乏汽從汽輪機尾部引入大口徑蒸汽管道，輸送至汽輪機房A列外的空冷平臺上，進而經(jīng)由配汽管送至數(shù)量眾多的翅片管換熱管束內(nèi)；空氣流在大直徑軸流風機的驅動下，穿過翅片管束的翅片間隙，從而將翅片管束內(nèi)的蒸汽冷凝為凝結水，使其在重力作用下回流至凝結水箱，進入下一個做工循環(huán)。*16直接空冷與間接空冷的比較冷卻系統(tǒng)直接空冷間接空冷混合式凝汽器表面式凝汽器運行效果良好適合負荷不宜帶尖峰負荷可帶尖峰負荷不宜帶尖峰負荷防凍經(jīng)驗－43℃有一定防凍經(jīng)驗熱風再循環(huán)有無廠用電風機耗發(fā)電功率的1.6％泵耗發(fā)電功率的0.3%占地面積（平米/MW）～1540～60散熱面積11.3～1.4投資11.5*17不同冷卻方式投資比較濕冷：直接空冷：間接空冷＝2：3：5配套500MW機組冷卻系統(tǒng)廠址德里赫爾辛基馬德拉斯自然通風濕式冷卻10.91.1直接空冷1.61.251.6自然通風間接冷卻2.4522.5*18空冷技術在我國應用1987年，山西大同第二發(fā)電廠，200MW，海勒；八五期間，太原第二熱電廠，200MW，哈蒙1992年，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)電廠，4×200MW，海勒2000年后，直接空冷2003，首臺大容量，大同平旺電廠，200MW 2004，山西漳山電廠，2×300MW2004，山西華能榆社電廠，2×300MW2005，大同第二發(fā)電廠，2×600MW*19直接空冷系統(tǒng)相對于間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點相對于間接空冷系統(tǒng)等其它類型的空冷發(fā)電技術，直接空冷系統(tǒng)具有以下突出優(yōu)點：無冷卻塔，占地少，布置靈活，土建工作量小系統(tǒng)結構簡單明晰系統(tǒng)運行簡便、自動化程度高，可操控性好，機組系統(tǒng)控制響應快可靠性高，運行維護工作量小冬季運行防凍性能好*20直接空冷和水冷發(fā)電技術

的主要區(qū)別？直接空冷凝汽發(fā)電技術使用空氣作為最終冷卻介質無敞開式的蒸汽/水同空氣間的換熱過程，無水份蒸發(fā)/漂移損失，避免工作用水的水質污染取消冷卻塔，可節(jié)省土建投資和占地，布置靈活性高換熱效率相對較低，夏季汽機背壓略高在寒冷地區(qū)冬季運行經(jīng)濟性較好冷卻系統(tǒng)可控性很強水冷凝汽技術使用水作為最終冷卻介質存在敞開式蒸汽/水同同空氣間的換熱過程，一臺60萬常規(guī)水冷塔機組每小時蒸發(fā)/漂移損失水份達上千噸，年耗水達1040萬噸，并且存在工作用水的水質污染除極個別具備自然條件的廠外，均需要冷卻塔或冷水池，布置靈活性小，土建工作量和占地較大換熱效率相對較高，冬、夏季汽機背壓差異小夏季廠用電較低*21直接空冷分類按結構形式分類順流式、逆流式、順逆流聯(lián)合式按冷卻空氣提供方式分自然通風、強制通風按管束翅片管排數(shù)分單排管、多排管按管子材質與形狀分*22按結構形式分類順流式凝結水與蒸汽流動方向相同液膜薄，傳熱效果好，汽阻小易過冷，除氧效果差，翅片管腐蝕，易冰凍逆流式過冷度小，不易冰凍水膜厚，傳熱差，汽阻大聯(lián)合式以順流為主，逆流為輔既提高傳熱性能，又可防冰凍*23按空氣提供方式自然通風自然通風冷卻塔尺寸太大占地面積大，基建投資大強制通風占地面積小，投資小冷卻風量易于控制300MW級別的散熱面積、風機臺數(shù)以及噪音水平已經(jīng)達到最佳狀態(tài)*24GEA單壓雙級式直接空冷凝汽系統(tǒng)使用空冷凝汽器的直接空冷發(fā)電技術GEA上世紀的專利設計－－單壓雙級式空冷凝汽系統(tǒng)，如今已成為業(yè)界標準在真空狀態(tài)下運行設計承壓1,5bar以上設計溫度120°C*25*26立管閥立管閥紅色是蒸汽,蒸汽中的空氣成分比例逐步增加,到逆流管束頂部,全部變成空氣背壓測點抽空溫度測點凝結水溫度測點旁路閥*27空冷流程示意圖CROSSSECTIONSECONDARYBUNDLECROSSSECTIONPRIMARYBUNDLEFANFAN順流逆流STEAM/蒸汽STEAMBY-PASS蒸汽旁路DUCTDRAIN/管道疏水FAN順流FAN順流ATMSTEAMFLOW/蒸汽流向10/93VACUUMPUMPS真空泵TURBINEEXHAUSTBOXCONDENS.TANKDEAERATORCONDENSATE凝結水TOMAINCONDENSATEPUMPS/到凝結水泵順流剖面圖逆流剖面圖圖例:蒸汽空氣凝結水壓力測點凝結水溫度測點抽空溫度測點抽空旁路閥*28*29原理圖:直接空氣冷凝器(機械強制通風)風扇聯(lián)箱/凝結水收集排汽和配汽汽管道蒸汽/凝結水冷卻空氣換熱管束*30主凝汽器：順流分凝汽器：逆流，空氣冷卻區(qū)管束布置*31單排管優(yōu)勢管束兩側換熱面積充分利用，總換熱面積減小，總造價和工期縮短空氣流動阻力減小，電耗下降，運行費用下降管束內(nèi)不凝結氣體不易積聚，過冷度小，不易冰凍總質量小，鋼架輕，節(jié)省投資容易清洗*32蒸汽在雙排管中的冷凝過程*33此處為過冷區(qū)，低溫下易冰凍第一排管冷卻能力強，蒸汽流量大，阻力大，第二排管出口壓力大于第一排管子出口壓力，導致第二排管出口空氣倒流至第一排管內(nèi)。GEA的兩種換熱管束產(chǎn)品－雙排和單排翅片管換熱系統(tǒng)雙排管設計熱浸鍍鋅鋼芯鋼翅片管單排管設計大管徑鋼芯鋁翅片系統(tǒng)A–Tube雙排管系統(tǒng)ALEX單排管系統(tǒng)*34*35*36*37*38*39*40*41*42*43*44*45防止冰凍的技術措施確定最小防凍流量，考慮熱偏差的影響確定最小防凍熱負荷風機自動調(diào)節(jié)，根據(jù)背壓、過冷度來調(diào)節(jié)采用單排管束采用大直徑橢圓管束，橢圓管冰凍時變成圓管，可防止對設備的破壞，設置擋風墻設置閥門，實現(xiàn)分區(qū)控制順逆流聯(lián)合式設計*46擋風墻*47防凍的運行措施調(diào)整送風量通過自