復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)器技術(shù).ppt

1、復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)器一種高效、節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保的乏汽冷凝裝置,洛陽(yáng)隆華傳熱科技股份有限公司,以先進(jìn)的蒸發(fā)式潛熱換熱替代水冷空冷等其他形式的顯熱換熱理念，深入研究影響蒸發(fā)換熱的各種因素。 通過(guò)對(duì)蒸發(fā)換熱、空冷換熱及其他各種換熱技術(shù)優(yōu)化復(fù)合，研發(fā)復(fù)合型高效、節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保冷卻（凝）設(shè)備。 在換熱單元體研究方面，對(duì)各種管形、板形、管翅、板翅式結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，各盡其用、取長(zhǎng)補(bǔ)短，設(shè)計(jì)出高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠的各種換熱產(chǎn)品。,4、公司技術(shù)特點(diǎn),在電力行業(yè)推廣高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置的背景,電力是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一，電力乏汽凝結(jié)龐大的耗水量已成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。同時(shí)該行業(yè)

2、節(jié)能問(wèn)題也是國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)之一。 大型電廠一般采用以水作為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽裝置（水冷式凝汽裝置），這些電廠機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，雖然能保證汽輪機(jī)較低的背壓，有較高的效率，但需要消耗大量的水資源（一個(gè)600MW的汽輪機(jī)組，若采用水冷式凝汽裝置需用冷卻水約為66500t/h，其中補(bǔ)充新水量為2200t/h）。,我國(guó)水資源相對(duì)缺乏，人均占有水量只有世界人均占有量的四分之一，特別是火電站主要集中地華北及西部地區(qū)，水資源更加貧乏，年平均產(chǎn)水模數(shù)尚不足全國(guó)平均數(shù)的1/3，在這些地區(qū)，節(jié)水顯得更為重要。因此水資源的合理利用已成為當(dāng)今的重要研究課題之一，研發(fā)高效、節(jié)水、節(jié)能、低碳的乏汽凝汽裝置刻不容緩。,近年來(lái)國(guó)

3、家發(fā)改委推廣節(jié)水的空冷凝汽器取得一定的進(jìn)展，與水冷相比，空冷節(jié)水65%以上。但由于空氣的熱比容低的先天缺陷，導(dǎo)致自身?yè)Q熱效果差、受環(huán)境溫度影響大等，真正達(dá)到社會(huì)所期望的綜合節(jié)能、環(huán)保目標(biāo)，還存在以下待解決完善的問(wèn)題： 1）汽輪機(jī)背壓高，循環(huán)效率低；,2）自身耗能較高，由于風(fēng)機(jī)數(shù)量多、功率大，耗電量一般占到電廠負(fù)荷的3%左右； 3）夏季氣溫超過(guò)30時(shí)（正值用電高峰期），機(jī)組很難達(dá)到滿發(fā)，發(fā)電量一般為額定值的60%-85%，使得想以高耗能換滿發(fā)的愿望都難以實(shí)現(xiàn)。 4）一次投資成本高，較水冷、蒸發(fā)冷等要高1-2倍，如果要保持相同的背壓，相同的效率，可能增加再高的成本也較難實(shí)現(xiàn)。,目前為了解決空冷器的

4、先天不足，有設(shè)計(jì)研發(fā)單位特別是用戶，千方百計(jì)采取各種措施，如在翅片管上噴水等，起到一些效果，但又帶來(lái)的嚴(yán)重的副作用，屬權(quán)宜之策、臨時(shí)之計(jì)。 為了保證國(guó)家節(jié)能、減排國(guó)策的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)較好的解決上述空冷存在的問(wèn)題，我公司研究開發(fā)了高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置。,高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置,性能效果 較傳統(tǒng)水冷換熱設(shè)備節(jié)水70%90%； 較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備節(jié)電20%60%； 較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備可降汽輪機(jī)背壓515kp； 較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備性價(jià)比提高20%30%。,電站凝汽器發(fā)展的方向,1、蒸發(fā)式乏汽凝汽系統(tǒng) 代替濕式冷卻系統(tǒng) 2、復(fù)合型空冷凝汽系統(tǒng) 代替空冷凝汽系統(tǒng)。,傳統(tǒng)常用凝結(jié)器種類,開式冷卻系統(tǒng),

5、濕式冷卻系統(tǒng) 閉式冷卻系統(tǒng),直接空冷系統(tǒng),干式冷卻系統(tǒng) 具有混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng) 間接空冷系統(tǒng) （即海勒系統(tǒng)） 具有表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng) （即哈蒙系統(tǒng)）,凝汽系統(tǒng),1、開式濕式冷卻系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1、冷凝效果好，背壓低，發(fā)電效率高 2、投資小，設(shè)備簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：1、耗水量大，必須建在水資充沛的地區(qū)。 2、在夏季高溫期排水溫度較高，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生熱污染，破壞生態(tài)平衡。,各種換熱設(shè)備原理及優(yōu)缺點(diǎn),2、閉式濕式冷卻系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1、冷凝效果好，背壓低，發(fā)電效率高 缺點(diǎn)：1、耗水量大，投資高。,3、海勒系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1、噴射式凝汽器體積小，可以布置在汽輪機(jī)的下

6、部。 2、汽輪機(jī)排汽管道短，真空系統(tǒng)小，保持了水冷的特點(diǎn)。 3、可與中背壓汽輪機(jī)配套，煤耗率低。 缺點(diǎn)： 1、設(shè)備多，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備布置比較困難。 2、由于采用了噴射式凝汽器，系統(tǒng)中的冷卻水量相當(dāng)于鍋爐給水的40倍，這就需要大量的 與鍋爐水質(zhì)一樣的 水，從而增加了水處理費(fèi)用。 3、自動(dòng)控制復(fù)雜，全鋁制散熱器的防凍性能差，冷卻效果受風(fēng)的影響大。,4、哈蒙系統(tǒng)原理及優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1、設(shè)備少，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，節(jié)約廠用電 2、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。 3、散熱器在塔內(nèi)通常呈傾斜布置，帶負(fù)荷能力受大風(fēng)影響小。 缺點(diǎn)： 1、冷卻水進(jìn)行兩次熱交換，傳熱效果差。 2、在同樣設(shè)計(jì)氣溫

7、下，汽輪機(jī)背壓較高，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性下降。 3、如果保證同樣的汽輪機(jī)背壓，則投資會(huì)相應(yīng)增大。,5、直接空冷系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1、不需要冷卻水等中間冷卻介質(zhì)，節(jié)水效果好。 缺點(diǎn)： 1、空冷凝汽器體積比水冷凝汽器大得多，龐大的真空系統(tǒng)容易漏氣。 2、大直徑的排汽管道加工比較困難，投資高。 3、直接空冷大多采用強(qiáng)制通風(fēng)，因此耗電量大，同時(shí)也增加了噪聲。 4、采用空氣做為冷卻介質(zhì)，其換熱效果直接受環(huán)境干球溫球影響，換熱溫差大，介質(zhì)終溫高，所以系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、背壓高、發(fā)電效率無(wú)保障。,6.蒸發(fā)式凝汽系統(tǒng)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn),蒸發(fā)式冷卻（凝）器是利用噴淋到換熱盤管外表面的水膜蒸發(fā)（由引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流空

8、氣將其吸納、排出）吸收管內(nèi)流體熱量， 使管內(nèi)流體得以冷卻（凝）的一種高效節(jié)能的換熱設(shè)備。,蒸發(fā)式冷凝器工作原理,與空冷 換熱機(jī)理比較,空冷換熱： 換熱效果和環(huán)境干球溫度有關(guān)，換熱溫差在1525以上，由于晝夜溫差、季度溫差非常大，所以換熱效果不穩(wěn)定設(shè)計(jì)時(shí)并不采用最高大氣干球溫度作為依據(jù)，故空冷換熱在環(huán)境溫度較高時(shí)汽輪機(jī)發(fā)電功率無(wú)保障。,蒸發(fā)換熱：,利用循環(huán)水蒸發(fā)潛熱換熱，是一種高效、先進(jìn)的換熱機(jī)理，其換熱效果取決于當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟?，不受環(huán)境干球溫度的影響，由于水的蒸發(fā)潛熱大，故較少的循環(huán)量即可滿足需要，效率高、投資低。,優(yōu)點(diǎn)： 1）、如果全部采用變頻技術(shù)優(yōu)化控制運(yùn)行的蒸發(fā)冷。在保證滿發(fā)的前提下，與

9、傳統(tǒng)的水冷換熱方案相比，可節(jié)水4050，與空冷換熱方案相比，節(jié)電30一60。投資比相同條件下的空冷降低50%。 2）、采用純蒸發(fā)式換熱器，占地僅為空冷的30%-50%。,3）、換熱效率高，循環(huán)水在設(shè)備內(nèi)自循環(huán)蒸發(fā)換熱，不會(huì)對(duì)河流等造成熱污染。 4）、真空容積小。 5）、系統(tǒng)背壓穩(wěn)定可靠，發(fā)電效率高。,8、高效復(fù)合型空冷凝汽器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn),工作原理 利用空冷式換熱器與蒸發(fā)式換熱器的串、并聯(lián)合理優(yōu)化組合，將傳統(tǒng)空冷凝汽器中的部分管束由空冷換熱改為蒸發(fā)換熱，以空冷換熱為主，蒸發(fā)換熱為保證背壓的補(bǔ)充措施。 乏汽由分配管進(jìn)入順流管束中進(jìn)行空冷換熱，管束中未冷凝的蒸汽沿著凝結(jié)水聯(lián)箱進(jìn)入逆流管束中再次

10、進(jìn)行蒸發(fā)換熱。不凝性氣體在逆流管束上部由抽真空系統(tǒng)排出，凝結(jié)水匯集于凝結(jié)水聯(lián)箱中，通過(guò)管道送入回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)利用。,運(yùn)行過(guò)程分析： A、當(dāng)環(huán)境溫度較低空冷部件能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，蒸發(fā)部件處于關(guān)閉狀態(tài)。 B、當(dāng)環(huán)境溫度高到一定程度，空冷不能滿足背壓需求時(shí)，蒸發(fā)部件啟動(dòng)，因蒸發(fā)換熱與環(huán)境的干球溫度無(wú)關(guān)，換熱效果不受環(huán)境干球溫度影響，并且換熱效率高，可以較好的降低背壓，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。,優(yōu)點(diǎn)：,A、因有70%-80%的空冷器組合，有較好的綜合節(jié)水效果，比水冷節(jié)水70%-90%。 （如:采用25%的蒸發(fā)式換熱器，水用量?jī)H為水冷的10%-25%） B、換熱效果和環(huán)境干球溫度無(wú)關(guān)，受環(huán)境溫度影響較小，

11、且真空容積小，因此系統(tǒng)背壓穩(wěn)定可靠，發(fā)電效率高。 C、換熱效率高，循環(huán)水在設(shè)備內(nèi)自循環(huán)蒸發(fā)換熱，不會(huì)對(duì)河流等造成熱污染。,D、因蒸發(fā)部件的投資成本遠(yuǎn)低于空冷部件，故組合后一次投資成本降低。且系統(tǒng)簡(jiǎn)單，耗電量小、運(yùn)行成本低。 E、設(shè)備采用模塊化，系列化設(shè)計(jì)，安裝極為方便，操作費(fèi)用低，施工周期短。 F、所有部件采用熱浸鋅處理，防腐蝕效果良好。 G、蒸發(fā)式換熱器換熱管為光管，有效的防止了結(jié)垢。,復(fù)合型空冷凝汽器在各種環(huán)境溫度下耗水量計(jì)算,復(fù)合型空冷凝汽器耗水曲線圖,各種換熱設(shè)備的耗水量對(duì)比,1、閉式濕式冷卻系統(tǒng) 循環(huán)水量：1675486081000=1801t/h 補(bǔ)充水量（濃縮倍數(shù)3.0）：180

12、1t/h2.5%=45t/h 2、空冷器（直接空冷、間接空冷） 原則不耗水 3、蒸發(fā)式凝汽器 補(bǔ)充水量（蒸發(fā)量）：167540.681000=25t/h 4、復(fù)合型空冷凝汽器 補(bǔ)充水量：25 t/h38.3 t/h （夏季三個(gè)月內(nèi)每小 時(shí)耗水）,蒸發(fā)式凝汽器在空冷島改造項(xiàng)目中的應(yīng)用,目前市場(chǎng)上解決空冷夏季不能滿發(fā)的方法： 1、在翅片上噴水（汾陽(yáng)文峰實(shí)例） 提高夏季發(fā)電量的同時(shí)也存在許多缺點(diǎn)，是一種“飲鳩止渴”的辦法。缺點(diǎn)如下：,A、水會(huì)對(duì)翅片管造成腐蝕，銹斑會(huì)造成系統(tǒng)泄漏，嚴(yán)重影響使用壽命；軸流風(fēng)機(jī)容易損壞，尤其皮帶傳動(dòng)風(fēng)機(jī)，水淋后更容易損壞。 B、即使采用系統(tǒng)復(fù)雜、成本很高的軟化水噴淋系統(tǒng)，

13、時(shí)間過(guò)久仍然會(huì)造成翅片結(jié)垢，結(jié)垢后的翅片沒有辦法除垢，翅片換熱效果會(huì)越來(lái)越差。,C、噴淋系統(tǒng)復(fù)雜，噴淋水量不易控制，造成嚴(yán)重的水量浪費(fèi)，希望通過(guò)空冷節(jié)水的愿望成為泡影。 D、空冷島下部空間染污嚴(yán)重。,2、并聯(lián)一套水冷凝汽器系統(tǒng) 也能滿足夏季滿發(fā)，但是也存在不盡如人意的地方：,A、系統(tǒng)復(fù)雜，由多個(gè)換熱部件組成系統(tǒng)工程，（水冷器、涼水塔、循環(huán)水泵、管線、閥門等），如果水冷器放置過(guò)低還要建一套凝結(jié)水箱等 B、耗電量大，因?yàn)檠刻?，且水冷器和涼水塔之間距離遠(yuǎn)，故循環(huán)水泵功率很大，曬水塔風(fēng)機(jī)功率也大。 C、耗水量大，由于循環(huán)水量大，且在涼水塔地方?jīng)]有收水裝置，故水的飄逸量是換熱耗水量的12倍，造成無(wú)用水耗大。,D、循環(huán)水質(zhì)有一定的要求，如果水質(zhì)不好，會(huì)造成水冷器管內(nèi)結(jié)垢堵塞，管內(nèi)結(jié)垢清洗比較困難。 E、自動(dòng)控制較差，不能跟據(jù)環(huán)境溫度變化還調(diào)節(jié)負(fù)荷。,在原有空冷器上、串聯(lián)蒸發(fā)式凝汽器 在傳統(tǒng)空冷凝汽器中的基礎(chǔ)上串聯(lián)或并聯(lián)一定數(shù)量的蒸發(fā)式凝汽器，以空冷換熱為主，蒸發(fā)式凝汽器為保證背壓的補(bǔ)充措施。,此方案具有以下優(yōu)點(diǎn)： A、保留了原空冷凝汽器的節(jié)水優(yōu)勢(shì)。 B、當(dāng)環(huán)境溫度較低空冷換熱滿足系統(tǒng)需要時(shí)，復(fù)合冷處于關(guān)閉狀態(tài)。 C、