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        淺談電廠空冷機組系統(tǒng)

        2014-08-27 13:38:29張巧平唐敏
        中華建設(shè)科技 2014年6期
        關(guān)鍵詞:汽機凝結(jié)水管束

        張巧平+唐敏

        【摘 要】 電廠采用空冷系統(tǒng)可以大幅度降低電廠耗水量,在節(jié)水方面有顯著的效果,因而空冷機組得到了越夾越多的應(yīng)用。

        【關(guān)鍵詞】 直接空冷系統(tǒng);間接空冷系統(tǒng)

        Talking about the power plant air cooling unit system

        Zhang Qiao-ping,Tang Min

        (Shaanxi reached China Power Engineering Co., Ltd Xi'an Shanxi 710032) 

        【Abstract】 Plants using air-cooling system can greatly reduce power plant water consumption, a significant effect on water conservation, and thus get more air cooling unit more applications folder.

        【Key words】 Direct Air Cooling System;Indirect air cooling system

        1. 概述

        (1)空冷系統(tǒng)是指汽輪機的排汽通過一定的裝置被空氣冷卻為凝結(jié)水的系統(tǒng),它與常規(guī)濕冷系統(tǒng)的主要區(qū)別是避免了循環(huán)冷卻水在濕塔中直接與空氣接觸引起的蒸發(fā)、風(fēng)吹損失以及開式循環(huán)的排污損失,消除了蒸發(fā)熱、水霧及排污水等對環(huán)境造成的污染。由于空冷系統(tǒng)采用了空氣直接冷卻汽輪機排汽或用空氣冷卻循環(huán)水再間接冷卻汽輪機排汽所構(gòu)成的密閉系統(tǒng),所以沒有濕冷系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水的各種損失,使電廠的全廠總耗水量降低80%左右。采用空冷機組大大減少了電廠耗水,為水源的落實和項目的成立提供了便利條件。特別對缺水地區(qū),有著重要的意義。

        (2)電廠空冷系統(tǒng)分直接空冷系統(tǒng)和間接空冷系統(tǒng),間接空冷系統(tǒng)又分為帶表面式凝汽器和帶混合式凝汽器的兩種系統(tǒng)。

        2. 空冷系統(tǒng)

        2.1 直接空冷系統(tǒng)。

        (1)直接空冷系統(tǒng)是汽機的排汽直接用空氣冷卻,汽輪機的排汽排至室外的空冷凝汽器中,并由蒸汽分配管道間空冷冷凝器分配蒸汽,冷凝后的凝結(jié)水,經(jīng)凝結(jié)水泵升壓后送至汽機回?zé)嵯到y(tǒng),最后送至鍋爐。直接空冷系統(tǒng)主要包括以下部分:空冷凝汽器,空氣供給系統(tǒng)、汽輪機排汽管道系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、空冷凝汽器清洗系統(tǒng)、空冷凝汽器平臺及土建支撐。

        (2)目前直接空冷凝汽器大多采用矩形翅片橢圓管芯管的雙排、三排管和大口徑蛇形翅片的單排管??绽淠饔身樍鞴苁湍媪鞴苁鴥刹糠纸M成。順流管柬是冷凝蒸汽的主要部分,可冷凝75%~80%的蒸汽,在順流管束中,蒸汽和凝結(jié)水是同方向移動的。設(shè)置逆流管束主要是為了能夠比較順暢地將系統(tǒng)內(nèi)的空氣和不凝結(jié)氣體排出,避免運行中在空冷凝汽器內(nèi)的某些部位形成死區(qū)、冬季形成凍結(jié)的情況,在逆流管束中,氣體和凝結(jié)水是反方向移動的。

        (3)冷凝所需要的冷空氣由軸流冷卻風(fēng)機從大氣中吸入,并吹間換熱器翅片。風(fēng)機采用變頻控制,系統(tǒng)可通過控制啟停風(fēng)機臺數(shù)和對風(fēng)機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整來控制進風(fēng)量,能靈活的適應(yīng)機組變工況運行,并且起到很好的防凍作用。

        (4)抽真空系統(tǒng)由3×1O0%水環(huán)真空泵組成。泵連接逆流管束的頂部和主排汽管道。在啟動的時候,不凝氣體在抽真空系統(tǒng)中被壓縮,并排到大氣中。在部分排汽支路管道上設(shè)置蒸汽隔離閥,當(dāng)冬季汽輪機低負荷運行或啟動時,切斷某幾個散熱端的閥門,將熱量集中在剩余的散熱端中,增加熱負荷達到防凍目的。為防止灰塵附著凝汽器翅片影響系統(tǒng)散熱效果,設(shè)立沖洗系統(tǒng),沖洗系統(tǒng)由沖洗水泵以及管道閥門組成。

        (5)為減少系統(tǒng)容積,大型機組的空冷凝汽器一般布置在緊靠汽機房A列柱外的平臺上。為適應(yīng)機組變工況運行相維護,空冷凝汽器被分為幾組,每組由相同冷卻單元組成,每個冷卻單元由“人”型的冷卻器排架構(gòu)成,每個冷卻單元下面設(shè)一臺軸流風(fēng)機。

        (6)直接空冷系統(tǒng)為一次冷卻,主要優(yōu)點有:不需中間換熱介質(zhì),換熱溫差大,冷凝效果好;冬季防凍措施比較靈活可靠; 占地少;節(jié)省投資。不足之處是:汽輪機背壓變幅大;真空系統(tǒng)龐大;風(fēng)機群噪聲大;廠用電高。 直接空冷機組原則性汽水系統(tǒng)見圖1。

        (7)2×300MW直接空冷機組設(shè)兩套空冷凝汽器,每臺機組空冷凝汽器共有6排冷凝器,每排冷凝器包括4個順流管束和1個逆流管束以及5個單元空氣供應(yīng)系統(tǒng)(包括變頻風(fēng)機)。共計24個順流管束、6個逆流管束和30臺風(fēng)機。

        2.2 間接空冷系統(tǒng)。

        間接空冷系統(tǒng)又分為帶混合式凝汽器(海勒式)和帶表面式凝汽器(哈蒙式)的兩種系統(tǒng)。 

        2.2.1 混合式間接空冷系統(tǒng)(海勒式)。

        (1)混合式間接空冷系統(tǒng)工藝流程是汽輪機排汽排至安裝在汽機房內(nèi)的混合式凝汽器內(nèi)與冷卻水直接接觸冷卻,混合的冷凝水一小部分經(jīng)精處理后送至再熱系統(tǒng),其余的經(jīng)循環(huán)水泵升壓后回至室外的空冷塔散熱器,與空氣對流換熱冷卻后通過水輪機或節(jié)流閥調(diào)壓后回至混合式凝汽器循環(huán)使用。

        (2)混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)主要由噴射式凝汽器與空冷塔構(gòu)成。系統(tǒng)中的冷卻水是高純度的中性水,空冷塔散熱器外側(cè)裝有百葉窗,百葉窗的開度可調(diào),可控制通風(fēng)量,從而控制冷卻性能。當(dāng)環(huán)境溫度較低時,關(guān)閉百葉窗,防止散熱器凍壞。

        (3)系統(tǒng)特點:兩次換熱,凝結(jié)水與循環(huán)水混合冷卻,運行分正壓和微正壓兩部分,需設(shè)大規(guī)模的凝結(jié)水精處理設(shè)備,增設(shè)了水輪機和調(diào)節(jié)閥這樣的大型設(shè)備,循環(huán)水泵必須緊靠凝汽器布置,為防止水泵汽蝕需設(shè)大型泵坑,需設(shè)大型冷卻塔。因此,優(yōu)點是以微正壓的低壓水系統(tǒng)運行,較易掌握,年平均背壓低。缺點是設(shè)備多、基建投資高、自動控制系統(tǒng)復(fù)雜、全鋁制散熱器的防凍性能差。

        (4)混合式間接空冷機組原則性汽水系統(tǒng)見圖2。

        2.2.2 表面式間接空冷系統(tǒng)(哈蒙式)。

        (1)表面式間接空冷系統(tǒng)與常規(guī)濕冷系統(tǒng)基本相同,不同的是空冷塔代替濕冷塔。工藝流程為汽輪機排汽排至安裝在汽機房內(nèi)的表面式凝汽器內(nèi),經(jīng)與循環(huán)水換熱后,由凝結(jié)水泵升壓回至再熱系統(tǒng),換熱后的循環(huán)水回至安裝在室外空冷塔內(nèi)的表面凝汽器內(nèi),與空氣換熱后經(jīng)循環(huán)水泵升壓,送回至汽機房內(nèi)的〖LL〗表面式凝汽器循環(huán)使用。

        (2)該系統(tǒng)由表面式凝汽器與空冷塔構(gòu)成。與常規(guī)的濕冷系統(tǒng)基本相仿,不同之處是用表面式對流換熱的空冷塔代替混合式蒸發(fā)冷卻換熱的濕冷塔,通常用不銹鋼管凝汽器代替銅管凝汽器,用堿性除鹽水代替循環(huán)水,用密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替開敞式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。 該系統(tǒng)采用自然通風(fēng)方式冷卻,將散熱器裝在自然通風(fēng)冷卻塔中。

        (3)系統(tǒng)優(yōu)點是節(jié)約廠用電,設(shè)備少,循環(huán)水與凝結(jié)水分為兩個系統(tǒng),兩水質(zhì)可按各自的要求分別處理,系統(tǒng)簡單、設(shè)備少,缺點是兩次換熱,熱效率相對較低,空冷塔占地面積大,基建投資高。

        (4)表面式間接空冷機組原則性汽水系統(tǒng)見圖3。

        3. 結(jié)束語

        隨著電廠直接空冷技術(shù)的發(fā)展,電廠直接空冷技術(shù)在我國北方地區(qū)的應(yīng)用越來越多,也積累了豐富的運行經(jīng)驗,特別是嚴寒季節(jié)的防凍問題也得到了很好的解決。隨著空冷設(shè)備的國產(chǎn)化,空冷技術(shù)在我國的應(yīng)用將越來越廣泛。

        

        [文章編號]1619-2737(2014)06-26-362

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