空冷系統(tǒng)簡介

1空冷系統(tǒng)簡介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上。直接空冷系統(tǒng)是將汽輪機(jī)排出的乏汽，通過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)簡單、便于操作；表凝式間接空冷塔基本無噪聲，滿足環(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)直接用空氣來冷凝。其工藝流程為汽輪機(jī)排汽通過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)動空氣流過冷卻器外表面,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)。基于防凍的要求,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排外平臺上,平臺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。可通過調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)機(jī)數(shù)量來調(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)的基本單元稱為冷卻段,是指一臺風(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上，一般安裝在40m以上的高空，直接利用周圍的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，空冷平臺暴露在大氣之中，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，還會受到其地形的影響，所以空冷平臺必須根據(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，，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，冷卻水及汽水系統(tǒng)通過常規(guī)水冷或類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，國際市場上以間接空冷技術(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題，國際上，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