火電廠空冷凝汽器培訓(xùn)

空冷凝汽器1什么是火電站空冷發(fā)電技術(shù)？火電站空冷發(fā)電技術(shù)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(jī)的冷端，將在蒸汽輪機(jī)低壓缸內(nèi)做工后的乏汽冷凝成為凝結(jié)水，從而完成一個(gè)做工循環(huán)而進(jìn)入下一個(gè)做工循環(huán)。中國(guó)首個(gè)大型直接空冷發(fā)電項(xiàng)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(shù)？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(dāng)限于自然和環(huán)保條件而無法使用開式冷卻時(shí)，可使用濕式冷卻塔進(jìn)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(yùn)行中要不停補(bǔ)充大量的冷卻水。傳統(tǒng)的濕式冷卻技術(shù)在條件允許的情況下得到了廣泛應(yīng)用，但當(dāng)水源缺乏、空間有限或存在其它限制時(shí)（富煤少水），就不能夠使用，于是空氣冷卻凝汽技術(shù)，尤其是直接空冷凝汽技術(shù)，便應(yīng)運(yùn)而生。*3空冷機(jī)組技術(shù)指標(biāo)序號(hào)電廠名稱空冷機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)機(jī)組容量風(fēng)機(jī)群總功率風(fēng)機(jī)功率占機(jī)組額定功率的百分比年均供電煤耗發(fā)電裝機(jī)取水量(方/秒/GW)空冷機(jī)組全廠熱效率與同容量濕冷機(jī)組相比年節(jié)水率%年節(jié)水量噸/年/臺(tái)增加供電煤耗百分比1寶日希勒發(fā)電600338.30.15540.332陜西國(guó)華錦界6.161332.60.464080500萬(wàn)3大唐云岡熱電2002.161.080.4770.14.3754國(guó)電大同6005.0271.2323430.16139.63756.35內(nèi)蒙托克托5.040.84352.50.1837.869745萬(wàn)8.16山西保德1351.20.88351.40.16535781705867鄂爾多斯6004.3990.733060．12840.984944萬(wàn)28青山3003.31.1347.438.9*4空冷汽輪機(jī)空冷技術(shù)在循環(huán)冷端，通過改變低壓缸的設(shè)計(jì)，以增加能源消耗的代價(jià)來節(jié)約水資源?？绽淦啓C(jī)的設(shè)計(jì)背壓是濕冷汽輪機(jī)的2～3倍，損失了約5～8%的有效焓降，機(jī)組的熱效率降低了3～5%，排汽容積流量約為濕冷機(jī)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(jī)末級(jí)葉片容積流量小，末級(jí)葉片短為適應(yīng)高背壓以及背壓變化敏感的特點(diǎn)，應(yīng)提高葉片級(jí)的根部反動(dòng)度。背壓變化大排汽容積變化大要求低壓缸長(zhǎng)葉片具有良好的變工況運(yùn)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(jī)的功能調(diào)整水輪機(jī)導(dǎo)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(diǎn)設(shè)備多系統(tǒng)復(fù)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(diǎn)空冷基建投資大空冷設(shè)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(shù)直接空冷發(fā)電技術(shù)是目前空冷發(fā)電技術(shù)中最主要的一種，其工作原理為：將在蒸汽輪機(jī)低壓缸內(nèi)做工后的乏汽從汽輪機(jī)尾部引入大口徑蒸汽管道，輸送至汽輪機(jī)房A列外的空冷平臺(tái)上，進(jìn)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(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(jié)水，使其在重力作用下回流至凝結(jié)水箱，進(jìn)入下一個(gè)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(yùn)行效果良好適合負(fù)荷不宜帶尖峰負(fù)荷可帶尖峰負(fù)荷不宜帶尖峰負(fù)荷防凍經(jīng)驗(yàn)－43℃有一定防凍經(jīng)驗(yàn)熱風(fēng)再循環(huán)有無廠用電風(fēng)機(jī)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(jī)組冷卻系統(tǒng)廠址德里赫爾辛基馬德拉斯自然通風(fēng)濕式冷卻10.91.1直接空冷1.61.251.6自然通風(fēng)間接冷卻2.4522.5*18空冷技術(shù)在我國(guó)應(yīng)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(tái)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(duì)于間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)于間接空冷系統(tǒng)等其它類型的空冷發(fā)電技術(shù)，直接空冷系統(tǒng)具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：無冷卻塔，占地少，布置靈活，土建工作量小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明晰系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高，可操控性好，機(jī)組系統(tǒng)控制響應(yīng)快可靠性高，運(yùn)行維護(hù)工作量小冬季運(yùn)行防凍性能好*20直接三空冷三和水三冷發(fā)三電技三術(shù)的主三要區(qū)三別？直接三空冷三凝汽三發(fā)電三技術(shù)使用三空氣三作為三最終三冷卻三介質(zhì)無敞三開式三的蒸三汽/三水同三空氣三間的三換熱三過程三，無三水份三蒸發(fā)三/漂三移損三失，三避免三工作三用水三的水三質(zhì)污三染取消三冷卻三塔，三可節(jié)三省土三建投三資和三占地三，布三置靈三活性三高換熱三效率三相對(duì)三較低三，夏三季汽三機(jī)背三壓略三高在寒三冷地三區(qū)冬三季運(yùn)三行經(jīng)三濟(jì)性三較好冷卻三系統(tǒng)三可控三性很三強(qiáng)水冷三凝汽三技術(shù)使用三水作三為最三終冷三卻介三質(zhì)存在三敞開三式蒸三汽/三水同三同空三氣間三的換三熱過三程，三一臺(tái)三60三萬(wàn)常三規(guī)水三冷塔三機(jī)組三每小三時(shí)蒸三發(fā)/三漂移三損失三水份三達(dá)上三千噸三，年三耗水三達(dá)1三04三0萬(wàn)三噸，三并且三存在三工作三用水三的水三質(zhì)污三染除極三個(gè)別三具備三自然三條件三的廠三外，三均需三要冷三卻塔三或冷三水池三，布三置靈三活性三小，三土建三工作三量和三占地三較大換熱三效率三相對(duì)三較高三，冬三、夏三季汽三機(jī)背三壓差三異小夏季三廠用三電較三低*21直接三空冷三分類按結(jié)三構(gòu)形三式分三類順流三式、三逆流三式、三順逆三流聯(lián)三合式按冷三卻空三氣提三供方三式分自然三通風(fēng)三、強(qiáng)三制通三風(fēng)按管三束翅三片管三排數(shù)三分單排三管、三多排三管按管三子材三質(zhì)與三形狀三分*22按結(jié)三構(gòu)形三式分三類順流式凝結(jié)水與蒸汽流動(dòng)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按空三氣提三供方三式自然通風(fēng)自然通風(fēng)冷卻塔尺寸太大占地面積大，基建投資大強(qiáng)制通風(fēng)占地面積小，投資小冷卻風(fēng)量易于控制300MW級(jí)別的散熱面積、風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)以及噪音水平已經(jīng)達(dá)到最佳狀態(tài)*24GE三A單壓三雙級(jí)三式直三接空三冷凝三汽系三統(tǒng)使用三空冷三凝汽三器的三直接三空冷三發(fā)電三技術(shù)GE三A上世三紀(jì)的三專利三設(shè)計(jì)三－－三單壓三雙級(jí)三式空三冷凝三汽系三統(tǒng)，三如今三已成三為業(yè)三界標(biāo)三準(zhǔn)在真三空狀三態(tài)下三運(yùn)行設(shè)計(jì)三承壓三1三,5ba三r以上設(shè)計(jì)三溫度三1三20三°C*25*26立管三閥立管三閥紅色三是蒸三汽,蒸汽三中的三空氣三成分三比例三逐步三增加,到逆三流管三束頂三部,全部三變成三空氣背壓三測(cè)點(diǎn)抽空三溫度三測(cè)點(diǎn)凝結(jié)三水溫三度測(cè)三點(diǎn)旁路三閥*27空冷三流程三示意三圖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(jié)水TOMAINCONDENSATEPUMPS/到凝結(jié)水泵順流三剖面三圖逆流三剖面三圖圖例:蒸三汽空三氣凝三結(jié)三水壓力三測(cè)點(diǎn)凝結(jié)三水溫三度測(cè)三點(diǎn)抽空三溫度三測(cè)點(diǎn)抽空三旁路三閥*28*29原理三圖:三直三接空三氣冷三凝器三(三機(jī)械三強(qiáng)制三通風(fēng)三)風(fēng)扇聯(lián)箱三/凝三結(jié)水三收集排汽三和配三汽汽三管道蒸汽三/凝三結(jié)水冷卻三空氣換熱三管束*30主凝三汽器三：順三流分凝三汽器三：逆三流，三空氣三冷卻三區(qū)管束三布置*31單排三管優(yōu)三勢(shì)管束兩側(cè)換熱面積充分利用，總換熱面積減小，總造價(jià)和工期縮短空氣流動(dòng)阻力減小，電耗下降，運(yùn)行費(fèi)用下降管束內(nèi)不凝結(jié)氣體不易積聚，過冷度小，不易冰凍總質(zhì)量小，鋼架輕，節(jié)省投資容易清洗*32蒸汽三在雙三排管三中的三冷凝三過程*33此處三為過三冷區(qū)三，低三溫下三易冰三凍第一三排管三冷卻三能力三強(qiáng)，三蒸汽三流量三大，三阻力三大，三第二三排管三出口三壓力三大于三第一三排管三子出三口壓三力，三導(dǎo)致三第二三排管三出口三空氣三倒流三至第三一排三管內(nèi)三。GE三A的兩三種換三熱管三束產(chǎn)三品－三雙排三和單三排翅三片管三換熱三系統(tǒng)雙排三管設(shè)三計(jì)熱浸三鍍鋅三鋼芯三鋼翅三片管單排三管設(shè)三計(jì)大管三徑鋼三芯鋁三翅片三系統(tǒng)A–Tu三be雙排三管系三統(tǒng)AL三EX單排三管系三統(tǒng)*34*35*36*37*38*39*40*41*42*43*44*45防止三冰凍三的技三術(shù)措三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(fù)荷風(fēng)機(jī)自動(dòng)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(shí)變成圓管，可防止對(duì)設(shè)備的破壞，設(shè)置擋風(fēng)墻設(shè)置閥門，實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制順逆流聯(lián)合式設(shè)計(jì)*