黃興晨

摘 要：隨著我國(guó)各領(lǐng)域?qū)τ秒娏康男枨蠛陀秒娰|(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，促使當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，在缺水地區(qū)直接空冷系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，但在夏季高溫季節(jié)由于空氣本身溫度很高就會(huì)導(dǎo)致空冷系統(tǒng)換熱效果大大降低，而采用噴霧增濕技術(shù)使空冷系統(tǒng)的入口空氣溫度大大降低，從而促進(jìn)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行。文章介紹了直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)的原理，分析了影響噴霧增濕效果的因素，為提高直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行效率提供理論參考。

關(guān)鍵詞：直接空冷系統(tǒng)；噴霧增濕；應(yīng)用；影響因素

前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，對(duì)電的需求量越來(lái)越大，隨著當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)于發(fā)電機(jī)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)普遍采用水冷式，然而在我國(guó)北方的缺水地區(qū)卻無(wú)法得到應(yīng)用，因此在缺水地區(qū)采用直接空氣冷凝系統(tǒng)是解決水資源缺乏問(wèn)題的有效措施之一。直接空冷系統(tǒng)是利用外界環(huán)境的空氣與系統(tǒng)進(jìn)行熱交換的方式帶走系統(tǒng)內(nèi)部的熱量，從而達(dá)到冷卻的目的，而在夏季高溫季節(jié)由于環(huán)境空氣的溫度本身就很高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部熱交換效率極為低下，無(wú)法使機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致機(jī)組背壓超過(guò)限制從而使機(jī)組停機(jī)，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，因此應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施降低系統(tǒng)入口空氣進(jìn)氣溫度。當(dāng)前專(zhuān)門(mén)針對(duì)直接空冷系統(tǒng)入口空氣降溫的方法還未見(jiàn)研究，一般是借助其他行業(yè)如化工、水泥等行業(yè)的空氣降溫法，如噴淋降溫法、噴霧增濕降溫法等等，其中噴霧增濕法具有降溫效率高、簡(jiǎn)便易行的優(yōu)點(diǎn)。

1 直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)原理

直接空冷系統(tǒng)的冷卻原理是利用環(huán)境空氣與機(jī)組進(jìn)行熱交換，而機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷完全由空冷器的空氣干球溫度（本文以下所提空氣溫度均指空氣干球溫度）決定，空氣溫度越高則空冷器的工作效率越低，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方面的問(wèn)題，一方面由于空氣溫度高導(dǎo)致空冷器熱交換效率低，另一方面空冷器冷卻能力不足會(huì)導(dǎo)致機(jī)組真空的降低，由此就決定了汽輪機(jī)排氣溫度大幅上升，使機(jī)組降低負(fù)荷運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行達(dá)到機(jī)組背壓限值就會(huì)使系統(tǒng)停機(jī)，可見(jiàn)，汽輪機(jī)的排氣溫度主要由以下關(guān)系式表示：

（1）

（2）

其中ta1為空冷器入口空氣溫度；ITD為初始溫差；δtp為汽輪機(jī)排汽在排汽管道中壓降引起的溫度差；Δta為空冷器的空氣溫升；δt為空冷器傳熱端差。

圖1為直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的工況示意圖，從圖1中可以看出，空冷機(jī)的初始溫差I(lǐng)TD與傳熱端差δt均隨空冷器入口空氣溫度的升高而增大，而環(huán)境空氣溫度越高則空冷器入口空氣的溫度也越高，因此空冷系統(tǒng)在較高的環(huán)境溫度下若想安全地運(yùn)行就必須要降低機(jī)組的負(fù)荷，使其在低負(fù)荷下持續(xù)工作，也因此增加了運(yùn)行的成本。

根據(jù)以上分析可見(jiàn)，可通過(guò)降低空冷器入口空氣溫度以促進(jìn)高溫環(huán)境下空冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。要想降低空冷器入口的空氣溫度，可采用在入口處噴霧增濕的技術(shù)，使水在空冷器入口處?kù)F化，而后在高溫空氣下迅速蒸發(fā)，在蒸發(fā)的過(guò)程中水蒸氣就會(huì)吸收入口處局部空氣的熱量，持續(xù)的霧化可以使空冷系統(tǒng)不斷吸入溫度相對(duì)較低的空氣，以提高空冷島單位時(shí)間熱交換量，促進(jìn)系統(tǒng)熱量的排出。

2 影響直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕效果的因素

噴霧增濕對(duì)直接空冷系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果與系統(tǒng)內(nèi)部空冷島的熱交換程度有關(guān)，而空冷島的熱交換量大小與入口空氣溫度有關(guān)，空冷系統(tǒng)空氣入口處空氣的流速、噴霧的狀態(tài)、噴嘴的數(shù)量和朝向、空氣中水與空氣的比例等均有可能影響到噴霧增濕的效果，以下選取幾個(gè)最重要的因素作簡(jiǎn)要介紹。

2.1 空冷器入口處空氣流速

眾所周知，在正常環(huán)境下空氣流速越快則熱交換的速度也越快，在直接空冷系統(tǒng)中，空冷器入口處空氣流動(dòng)速度的大小也直接影響空冷島熱交換的效果，當(dāng)外界空氣與霧化的水滴接觸時(shí)由于空氣溫度和質(zhì)量的改變通常會(huì)改變空氣的流速，這種改變直接影響著空冷器內(nèi)部熱交換，一般用空氣的質(zhì)量流速來(lái)表示，質(zhì)量流速越大，則會(huì)相應(yīng)增加霧化了的水滴與空氣之間的擾動(dòng)，這種現(xiàn)象會(huì)在一定程度上增加空冷島熱交換效率，因此可在實(shí)際工作中采取相應(yīng)措施適當(dāng)增加空氣質(zhì)量流速，以促進(jìn)空冷系統(tǒng)熱交換。然而并不是質(zhì)量流速越大越好，過(guò)大的流速會(huì)導(dǎo)致冷空氣與空冷島來(lái)不及充分熱交換就被排出系統(tǒng)之外，降低了熱交換效率的同時(shí)增加了系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用。

2.2 水氣比

水氣比就是霧化水滴與空氣的混合體中水分與空氣質(zhì)量的比值，理論上來(lái)說(shuō)，水氣比越大越容易增加霧化水滴與空氣間的熱交換效率，月有利于直接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行，然而在實(shí)踐中也要注意，過(guò)大的水氣比可能會(huì)導(dǎo)致水的浪費(fèi)，增加系統(tǒng)的能耗，因此必須經(jīng)過(guò)充分的運(yùn)算和實(shí)驗(yàn)，得出最佳水氣比。

2.3 噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)霧化效果、系統(tǒng)能耗等都有一定程度的影響，因此影響直接空冷系統(tǒng)的熱交換，噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括噴嘴數(shù)量、噴嘴朝向、噴孔的形狀及大小、噴嘴的布置形式等，一般來(lái)講，噴嘴數(shù)量越多、布置的密度越大系統(tǒng)的熱交換效率也就越大，這是因?yàn)槊芗覕?shù)量眾多的噴嘴噴射出的水霧會(huì)形成一個(gè)相對(duì)密閉的“帷幕”，增加內(nèi)部水與空氣熱交換效率，但同時(shí)噴嘴數(shù)量過(guò)多就可增加每個(gè)噴嘴噴出的水霧液滴之間碰撞的幾率，使部分霧化的液滴變大而影響噴霧效果。

而噴嘴采用逆噴形式比順噴的效果要好，這是因?yàn)殪F化的液滴會(huì)由于重力的作用下落，如果采用逆噴就可使液滴處在上升-下落的過(guò)程中，使水與空氣的接觸時(shí)間增加，從而促進(jìn)熱交換。

噴嘴直徑越小越易于水的霧化，同時(shí)霧化的液滴也越小，同時(shí)重量越小，容易增進(jìn)霧滴與空氣的接觸面積，熱濕交換效果較好，但如果噴嘴直徑過(guò)小會(huì)增加堵塞的幾率。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)噴霧增濕技術(shù)可降低空冷器入口處空氣的溫度，從而提高空冷系統(tǒng)中空冷島的熱交換效率，在環(huán)境空氣溫度較高的情況下可有效提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行，具有一定的實(shí)際意義和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]付玉玲，胡三高，徐鴻.直接空冷系統(tǒng)初始溫差值的優(yōu)化分析[J].動(dòng)力工程，2006.

[2]趙文升，王松嶺，荊有印.噴霧增濕法在直接空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].動(dòng)力工程，2008.

[3]李春光，張旭.噴霧增濕在直接空冷中的應(yīng)用效果及影響因素分析[J].流體機(jī)械，2012.endprint

摘 要：隨著我國(guó)各領(lǐng)域?qū)τ秒娏康男枨蠛陀秒娰|(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，促使當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，在缺水地區(qū)直接空冷系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，但在夏季高溫季節(jié)由于空氣本身溫度很高就會(huì)導(dǎo)致空冷系統(tǒng)換熱效果大大降低，而采用噴霧增濕技術(shù)使空冷系統(tǒng)的入口空氣溫度大大降低，從而促進(jìn)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行。文章介紹了直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)的原理，分析了影響噴霧增濕效果的因素，為提高直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行效率提供理論參考。

關(guān)鍵詞：直接空冷系統(tǒng)；噴霧增濕；應(yīng)用；影響因素

前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，對(duì)電的需求量越來(lái)越大，隨著當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)于發(fā)電機(jī)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)普遍采用水冷式，然而在我國(guó)北方的缺水地區(qū)卻無(wú)法得到應(yīng)用，因此在缺水地區(qū)采用直接空氣冷凝系統(tǒng)是解決水資源缺乏問(wèn)題的有效措施之一。直接空冷系統(tǒng)是利用外界環(huán)境的空氣與系統(tǒng)進(jìn)行熱交換的方式帶走系統(tǒng)內(nèi)部的熱量，從而達(dá)到冷卻的目的，而在夏季高溫季節(jié)由于環(huán)境空氣的溫度本身就很高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部熱交換效率極為低下，無(wú)法使機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致機(jī)組背壓超過(guò)限制從而使機(jī)組停機(jī)，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，因此應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施降低系統(tǒng)入口空氣進(jìn)氣溫度。當(dāng)前專(zhuān)門(mén)針對(duì)直接空冷系統(tǒng)入口空氣降溫的方法還未見(jiàn)研究，一般是借助其他行業(yè)如化工、水泥等行業(yè)的空氣降溫法，如噴淋降溫法、噴霧增濕降溫法等等，其中噴霧增濕法具有降溫效率高、簡(jiǎn)便易行的優(yōu)點(diǎn)。

1 直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)原理

直接空冷系統(tǒng)的冷卻原理是利用環(huán)境空氣與機(jī)組進(jìn)行熱交換，而機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷完全由空冷器的空氣干球溫度（本文以下所提空氣溫度均指空氣干球溫度）決定，空氣溫度越高則空冷器的工作效率越低，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方面的問(wèn)題，一方面由于空氣溫度高導(dǎo)致空冷器熱交換效率低，另一方面空冷器冷卻能力不足會(huì)導(dǎo)致機(jī)組真空的降低，由此就決定了汽輪機(jī)排氣溫度大幅上升，使機(jī)組降低負(fù)荷運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行達(dá)到機(jī)組背壓限值就會(huì)使系統(tǒng)停機(jī)，可見(jiàn)，汽輪機(jī)的排氣溫度主要由以下關(guān)系式表示：

（1）

（2）

其中ta1為空冷器入口空氣溫度；ITD為初始溫差；δtp為汽輪機(jī)排汽在排汽管道中壓降引起的溫度差；Δta為空冷器的空氣溫升；δt為空冷器傳熱端差。

圖1為直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的工況示意圖，從圖1中可以看出，空冷機(jī)的初始溫差I(lǐng)TD與傳熱端差δt均隨空冷器入口空氣溫度的升高而增大，而環(huán)境空氣溫度越高則空冷器入口空氣的溫度也越高，因此空冷系統(tǒng)在較高的環(huán)境溫度下若想安全地運(yùn)行就必須要降低機(jī)組的負(fù)荷，使其在低負(fù)荷下持續(xù)工作，也因此增加了運(yùn)行的成本。

根據(jù)以上分析可見(jiàn)，可通過(guò)降低空冷器入口空氣溫度以促進(jìn)高溫環(huán)境下空冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。要想降低空冷器入口的空氣溫度，可采用在入口處噴霧增濕的技術(shù)，使水在空冷器入口處?kù)F化，而后在高溫空氣下迅速蒸發(fā)，在蒸發(fā)的過(guò)程中水蒸氣就會(huì)吸收入口處局部空氣的熱量，持續(xù)的霧化可以使空冷系統(tǒng)不斷吸入溫度相對(duì)較低的空氣，以提高空冷島單位時(shí)間熱交換量，促進(jìn)系統(tǒng)熱量的排出。

2 影響直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕效果的因素

噴霧增濕對(duì)直接空冷系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果與系統(tǒng)內(nèi)部空冷島的熱交換程度有關(guān)，而空冷島的熱交換量大小與入口空氣溫度有關(guān)，空冷系統(tǒng)空氣入口處空氣的流速、噴霧的狀態(tài)、噴嘴的數(shù)量和朝向、空氣中水與空氣的比例等均有可能影響到噴霧增濕的效果，以下選取幾個(gè)最重要的因素作簡(jiǎn)要介紹。

2.1 空冷器入口處空氣流速

眾所周知，在正常環(huán)境下空氣流速越快則熱交換的速度也越快，在直接空冷系統(tǒng)中，空冷器入口處空氣流動(dòng)速度的大小也直接影響空冷島熱交換的效果，當(dāng)外界空氣與霧化的水滴接觸時(shí)由于空氣溫度和質(zhì)量的改變通常會(huì)改變空氣的流速，這種改變直接影響著空冷器內(nèi)部熱交換，一般用空氣的質(zhì)量流速來(lái)表示，質(zhì)量流速越大，則會(huì)相應(yīng)增加霧化了的水滴與空氣之間的擾動(dòng)，這種現(xiàn)象會(huì)在一定程度上增加空冷島熱交換效率，因此可在實(shí)際工作中采取相應(yīng)措施適當(dāng)增加空氣質(zhì)量流速，以促進(jìn)空冷系統(tǒng)熱交換。然而并不是質(zhì)量流速越大越好，過(guò)大的流速會(huì)導(dǎo)致冷空氣與空冷島來(lái)不及充分熱交換就被排出系統(tǒng)之外，降低了熱交換效率的同時(shí)增加了系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用。

2.2 水氣比

水氣比就是霧化水滴與空氣的混合體中水分與空氣質(zhì)量的比值，理論上來(lái)說(shuō)，水氣比越大越容易增加霧化水滴與空氣間的熱交換效率，月有利于直接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行，然而在實(shí)踐中也要注意，過(guò)大的水氣比可能會(huì)導(dǎo)致水的浪費(fèi)，增加系統(tǒng)的能耗，因此必須經(jīng)過(guò)充分的運(yùn)算和實(shí)驗(yàn)，得出最佳水氣比。

2.3 噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)霧化效果、系統(tǒng)能耗等都有一定程度的影響，因此影響直接空冷系統(tǒng)的熱交換，噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括噴嘴數(shù)量、噴嘴朝向、噴孔的形狀及大小、噴嘴的布置形式等，一般來(lái)講，噴嘴數(shù)量越多、布置的密度越大系統(tǒng)的熱交換效率也就越大，這是因?yàn)槊芗覕?shù)量眾多的噴嘴噴射出的水霧會(huì)形成一個(gè)相對(duì)密閉的“帷幕”，增加內(nèi)部水與空氣熱交換效率，但同時(shí)噴嘴數(shù)量過(guò)多就可增加每個(gè)噴嘴噴出的水霧液滴之間碰撞的幾率，使部分霧化的液滴變大而影響噴霧效果。

而噴嘴采用逆噴形式比順噴的效果要好，這是因?yàn)殪F化的液滴會(huì)由于重力的作用下落，如果采用逆噴就可使液滴處在上升-下落的過(guò)程中，使水與空氣的接觸時(shí)間增加，從而促進(jìn)熱交換。

噴嘴直徑越小越易于水的霧化，同時(shí)霧化的液滴也越小，同時(shí)重量越小，容易增進(jìn)霧滴與空氣的接觸面積，熱濕交換效果較好，但如果噴嘴直徑過(guò)小會(huì)增加堵塞的幾率。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)噴霧增濕技術(shù)可降低空冷器入口處空氣的溫度，從而提高空冷系統(tǒng)中空冷島的熱交換效率，在環(huán)境空氣溫度較高的情況下可有效提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行，具有一定的實(shí)際意義和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]付玉玲，胡三高，徐鴻.直接空冷系統(tǒng)初始溫差值的優(yōu)化分析[J].動(dòng)力工程，2006.

[2]趙文升，王松嶺，荊有印.噴霧增濕法在直接空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].動(dòng)力工程，2008.

[3]李春光，張旭.噴霧增濕在直接空冷中的應(yīng)用效果及影響因素分析[J].流體機(jī)械，2012.endprint

摘 要：隨著我國(guó)各領(lǐng)域?qū)τ秒娏康男枨蠛陀秒娰|(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，促使當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，在缺水地區(qū)直接空冷系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，但在夏季高溫季節(jié)由于空氣本身溫度很高就會(huì)導(dǎo)致空冷系統(tǒng)換熱效果大大降低，而采用噴霧增濕技術(shù)使空冷系統(tǒng)的入口空氣溫度大大降低，從而促進(jìn)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行。文章介紹了直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)的原理，分析了影響噴霧增濕效果的因素，為提高直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行效率提供理論參考。

關(guān)鍵詞：直接空冷系統(tǒng)；噴霧增濕；應(yīng)用；影響因素

前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，對(duì)電的需求量越來(lái)越大，隨著當(dāng)前發(fā)電汽輪機(jī)的功率越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)于發(fā)電機(jī)配套的冷卻系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)普遍采用水冷式，然而在我國(guó)北方的缺水地區(qū)卻無(wú)法得到應(yīng)用，因此在缺水地區(qū)采用直接空氣冷凝系統(tǒng)是解決水資源缺乏問(wèn)題的有效措施之一。直接空冷系統(tǒng)是利用外界環(huán)境的空氣與系統(tǒng)進(jìn)行熱交換的方式帶走系統(tǒng)內(nèi)部的熱量，從而達(dá)到冷卻的目的，而在夏季高溫季節(jié)由于環(huán)境空氣的溫度本身就很高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部熱交換效率極為低下，無(wú)法使機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致機(jī)組背壓超過(guò)限制從而使機(jī)組停機(jī)，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，因此應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施降低系統(tǒng)入口空氣進(jìn)氣溫度。當(dāng)前專(zhuān)門(mén)針對(duì)直接空冷系統(tǒng)入口空氣降溫的方法還未見(jiàn)研究，一般是借助其他行業(yè)如化工、水泥等行業(yè)的空氣降溫法，如噴淋降溫法、噴霧增濕降溫法等等，其中噴霧增濕法具有降溫效率高、簡(jiǎn)便易行的優(yōu)點(diǎn)。

1 直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕技術(shù)原理

直接空冷系統(tǒng)的冷卻原理是利用環(huán)境空氣與機(jī)組進(jìn)行熱交換，而機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷完全由空冷器的空氣干球溫度（本文以下所提空氣溫度均指空氣干球溫度）決定，空氣溫度越高則空冷器的工作效率越低，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方面的問(wèn)題，一方面由于空氣溫度高導(dǎo)致空冷器熱交換效率低，另一方面空冷器冷卻能力不足會(huì)導(dǎo)致機(jī)組真空的降低，由此就決定了汽輪機(jī)排氣溫度大幅上升，使機(jī)組降低負(fù)荷運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行達(dá)到機(jī)組背壓限值就會(huì)使系統(tǒng)停機(jī)，可見(jiàn)，汽輪機(jī)的排氣溫度主要由以下關(guān)系式表示：

（1）

（2）

其中ta1為空冷器入口空氣溫度；ITD為初始溫差；δtp為汽輪機(jī)排汽在排汽管道中壓降引起的溫度差；Δta為空冷器的空氣溫升；δt為空冷器傳熱端差。

圖1為直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的工況示意圖，從圖1中可以看出，空冷機(jī)的初始溫差I(lǐng)TD與傳熱端差δt均隨空冷器入口空氣溫度的升高而增大，而環(huán)境空氣溫度越高則空冷器入口空氣的溫度也越高，因此空冷系統(tǒng)在較高的環(huán)境溫度下若想安全地運(yùn)行就必須要降低機(jī)組的負(fù)荷，使其在低負(fù)荷下持續(xù)工作，也因此增加了運(yùn)行的成本。

根據(jù)以上分析可見(jiàn)，可通過(guò)降低空冷器入口空氣溫度以促進(jìn)高溫環(huán)境下空冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。要想降低空冷器入口的空氣溫度，可采用在入口處噴霧增濕的技術(shù)，使水在空冷器入口處?kù)F化，而后在高溫空氣下迅速蒸發(fā)，在蒸發(fā)的過(guò)程中水蒸氣就會(huì)吸收入口處局部空氣的熱量，持續(xù)的霧化可以使空冷系統(tǒng)不斷吸入溫度相對(duì)較低的空氣，以提高空冷島單位時(shí)間熱交換量，促進(jìn)系統(tǒng)熱量的排出。

2 影響直接空冷系統(tǒng)中噴霧增濕效果的因素

噴霧增濕對(duì)直接空冷系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果與系統(tǒng)內(nèi)部空冷島的熱交換程度有關(guān)，而空冷島的熱交換量大小與入口空氣溫度有關(guān)，空冷系統(tǒng)空氣入口處空氣的流速、噴霧的狀態(tài)、噴嘴的數(shù)量和朝向、空氣中水與空氣的比例等均有可能影響到噴霧增濕的效果，以下選取幾個(gè)最重要的因素作簡(jiǎn)要介紹。

2.1 空冷器入口處空氣流速

眾所周知，在正常環(huán)境下空氣流速越快則熱交換的速度也越快，在直接空冷系統(tǒng)中，空冷器入口處空氣流動(dòng)速度的大小也直接影響空冷島熱交換的效果，當(dāng)外界空氣與霧化的水滴接觸時(shí)由于空氣溫度和質(zhì)量的改變通常會(huì)改變空氣的流速，這種改變直接影響著空冷器內(nèi)部熱交換，一般用空氣的質(zhì)量流速來(lái)表示，質(zhì)量流速越大，則會(huì)相應(yīng)增加霧化了的水滴與空氣之間的擾動(dòng)，這種現(xiàn)象會(huì)在一定程度上增加空冷島熱交換效率，因此可在實(shí)際工作中采取相應(yīng)措施適當(dāng)增加空氣質(zhì)量流速，以促進(jìn)空冷系統(tǒng)熱交換。然而并不是質(zhì)量流速越大越好，過(guò)大的流速會(huì)導(dǎo)致冷空氣與空冷島來(lái)不及充分熱交換就被排出系統(tǒng)之外，降低了熱交換效率的同時(shí)增加了系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用。

2.2 水氣比

水氣比就是霧化水滴與空氣的混合體中水分與空氣質(zhì)量的比值，理論上來(lái)說(shuō)，水氣比越大越容易增加霧化水滴與空氣間的熱交換效率，月有利于直接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行，然而在實(shí)踐中也要注意，過(guò)大的水氣比可能會(huì)導(dǎo)致水的浪費(fèi)，增加系統(tǒng)的能耗，因此必須經(jīng)過(guò)充分的運(yùn)算和實(shí)驗(yàn)，得出最佳水氣比。

2.3 噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)霧化效果、系統(tǒng)能耗等都有一定程度的影響，因此影響直接空冷系統(tǒng)的熱交換，噴霧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括噴嘴數(shù)量、噴嘴朝向、噴孔的形狀及大小、噴嘴的布置形式等，一般來(lái)講，噴嘴數(shù)量越多、布置的密度越大系統(tǒng)的熱交換效率也就越大，這是因?yàn)槊芗覕?shù)量眾多的噴嘴噴射出的水霧會(huì)形成一個(gè)相對(duì)密閉的“帷幕”，增加內(nèi)部水與空氣熱交換效率，但同時(shí)噴嘴數(shù)量過(guò)多就可增加每個(gè)噴嘴噴出的水霧液滴之間碰撞的幾率，使部分霧化的液滴變大而影響噴霧效果。

而噴嘴采用逆噴形式比順噴的效果要好，這是因?yàn)殪F化的液滴會(huì)由于重力的作用下落，如果采用逆噴就可使液滴處在上升-下落的過(guò)程中，使水與空氣的接觸時(shí)間增加，從而促進(jìn)熱交換。

噴嘴直徑越小越易于水的霧化，同時(shí)霧化的液滴也越小，同時(shí)重量越小，容易增進(jìn)霧滴與空氣的接觸面積，熱濕交換效果較好，但如果噴嘴直徑過(guò)小會(huì)增加堵塞的幾率。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)噴霧增濕技術(shù)可降低空冷器入口處空氣的溫度，從而提高空冷系統(tǒng)中空冷島的熱交換效率，在環(huán)境空氣溫度較高的情況下可有效提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行，具有一定的實(shí)際意義和推廣價(jià)值。

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