直接空冷从在的问题

中国电机 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学会火电分会空冷专委会第四届学术年会论文集 直接空冷技术几个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的探讨 王军孝 (陕西国华锦界能源有限责任公司 陕西榆林719319) 摘要：文章介绍了直接空冷系统的工作原理、直接空冷技术的发展和应用、直接空冷机组特点。文章认为直接 空冷机组真空泵设置要适应其真空容量庞大的特点，并在凝汽器换热面积、防冻蝶阀数量和迎风面风速的选择、 噪声控制、系统严密性试验等方面提出了自己的观点。最后文章简要阐述了直接空冷机组在热力发电项目应用的 意义。 关键词：直接空冷空冷冷却方式火力发电节水技术 水因为具有强大的冷却能力，容易取得、成本低廉而成为人类生产、生活中主要的一次冷却 介质。但水资源越来越短缺，价格也开始上涨。因此，人类把目光投向了无处不在的空气，直接 空冷技术应运而生。 1938年世界第一台直接空冷的2．3MW机组在德国普尔工业区自备电站投产，目前已运行的 直接空冷机组超过800台，最大的直接空冷机组容量达665MW。我国60年代开始了直接空冷系 统研究工作。哈尔滨工业大学、哈尔滨空调机厂、东北电管局、哈尔滨汽轮机厂、西北电力设计 院等单位进行了侯马电厂1500KW空冷试验台的设计审查、设备安装及试验工作。我国首台直接 空冷机组，山西交城义旺电厂6MW直接空冷机组投运后，2002年大同平旺电厂2x200MW直接 空冷机组投运，2004年榆社电厂2x300MW机组、长治漳山电厂2x300MW机组投产发电，2005 年我国首台600MW直接空冷机组在大同二厂投产发电。目前华北、西北内陆地区在建和拟建大 型火电机组都采用直接空冷系统，直接空冷机组在我国的应用方兴未艾。 1直接空冷系统的工作原理 直接空冷系统中是用水作为中间冷却介质，汽轮机排汽被引到空冷凝汽器中由空气直接冷却。 其工作原理和系统流程如图一所示： 图一直接空冷系统 工作流程 财务工作流程表财务工作流程怎么写财务工作流程图财务工作流程及制度公司财务工作流程 图 结水系纺 ·179· 中国电机工程学会火电分会空冷专委会第四届学术年会论文集 汽轮机排汽经大口径排汽管引出，分为数路到空冷凝汽器配汽管，然后在换热管中与空气换 热凝结成水。部分配汽管上入口处装有蝶阀，可根据运行情况开关。三角架换热面下方的轴流风 机使空气流动速度加快，加强换热，节约了受热面投资。 图二直接空冷系统抽空气流程图 为防止冬季受热面结冻，直接空冷系统一般都设有逆流凝结段，如图二所示：在逆流段，蒸 汽自下而上流动，凝结后的水自上而下流动，这样凝结后的水还会吸收部分蒸汽的热量，防止因 过冷而结冻。 2直接空冷机组的特点 2．1用水量少 直接空冷系统没有中间冷却介质，直接用空气冷却汽轮机排汽，不消耗水，较湿式冷却系统 节水约70％，4x600MW的直接空冷机组较湿冷机组每年少用水2000万立方米。 2．2运行调节灵活，防冻性能好 空冷凝汽器分数十个冷却段，每段配一台变速轴流风机，可以根据机组负荷和汽温调整风机 转速和启停风机。冬季汽温较低时，停止所有风机后，为防止结冻还可关闭配汽管上的防冻蝶阀 退出部分冷却单元，增加其它单元热负荷。 2．3排汽管道长、真空系统容积大 空冷凝汽器本身容积很大，而且位于主厂房外，再加上排汽管道长、直径大，所以直接空冷 系统真空容积远远大于湿冷机组。大多数电厂因此设置有三台100％容量的真空泵，以满足机组 启动需求。 2．4机组背压高、变化大 空气热容量远远小于水，冷却能力小，虽然空冷凝汽器有很大的换热面积，但机组背压还是 ·180· ●●●●●●●●■I叵!嬖《馘口嫣罾●●●●●●●●■■7叵蹑*旱手联淄蛙登 中国电机工程学会火电分会空冷专委会第四届学术年会论文集 比湿冷机组高，一般设计背压为15删35KPa，因而供电煤耗比湿冷机组高约+3—5％。 气温变化对机组背压有很大影响，某电厂一台直接空冷机组夏季背压达50KPa，冬季背压可 达10KPa以下。此外风机运行方式也直接影响机组背压的变化。 背压变化大就要求汽轮机低压缸能承受这样的变化，所以直接空冷机组的低压缸和低压叶片 需重新设计，而高中压缸可与湿冷机组通用。低压转子轴承座采用落地轴承座，不再象湿冷机组 那样布置于低压外缸上，以防机组背压变化引起转子中心线位置变化过大。 2．5热力系统特点 因为机组背压较高，所以往往比湿冷机组少一级回热抽汽。因没有循环水系统，所以辅机冷 却需要独立的冷却水系统。给水泵汽轮机排汽如果引到空冷岛，管道过长，系统复杂，而且凝汽 器背压变化影响汽泵运行，单独设置凝汽设备系统复杂、布置困难，因此直接空冷机组大都采用 电动给水泵。 2．6凝结水特点 直接空冷机组背压高，因此凝结水温度也较高，夏季高达60℃，有时甚至达到80℃。水汽接 触的换热 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面积大，凝结水中C02含量较高，铁的腐蚀产物含量高。这要求凝结水处理装置能满足 高温环境的要求，有的电厂还在凝结水处理装置前设有除铁装置。 2．7直接空冷机组的启动 空冷凝汽器在特定气温下有一防冻的最小蒸汽流量，进人凝汽器的蒸汽高于这个流量不会结 冻，低于这个流量则可能结冻，达到一定时间后结冻严重则会引起设备损坏。因此要求直接空冷 机组能尽快启动带负荷，使蒸汽尽快满足空冷凝汽器要求。所以直接空冷机组有很多采用中压缸 启动以缩短启动时间，有的机组增大了动静问隙，采用无中心孑L转子，取消了中速暖机时间。 2．8设备维护工作量小 国内很多人认为直接空冷系统受热面面积大，管束多，再加上几十个风机，设备故障点多， 维护工作量大。但从我国已经投运的几个电厂看，直接空冷系统设备故障率极低，维护工作量比 湿冷机组大大减少。 3几个问题的探讨 直接空冷技术的发展已经成熟，但在我国的应用还处于起步阶段，仍有一些问题需要探讨， 随着投入运行的机组的增多和运行经验的积累，相信经过国内技术人员的研究和努力和一些 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、 导则的完善，这些问题会逐步解决。 以GEA公司为某600Mw机组设计的空冷凝汽器为例。汽轮机排汽分为8根配汽管分别进入 8列凝汽器冷却段，每个冷却段分为7个冷却单元，共8列7排56个冷却单元配56台轴流风机。 每列第2、6排为逆流冷却单元，并设抽空气口。第1、2、7、8列设有防冻蝶阀，三台100％容量 水环真空泵。 ·181· 中国电机工程学会火电分会空冷专委会第四届学术年会论文集 3．1换热面积 空冷凝汽器出力受气温影响很大，夏季出力大大减少，为满足夏季高温季节机组满发的要求， 需要较大的空冷凝汽器换热面积，这样势必增加系统的投资。目前国内空冷机组一般设计30KPa 背压可发额定功率，全年满发小时数超过200小时。根据直接空冷机组的特点，不应过度追求全 年满发小时数，电网调度也应根据直接空冷机组的特点进行调度。 3．2防冻蝶阀的设置 ． 冬季低温条件下，进入凝汽器热负荷较小会使凝结水过冷进而导致凝汽器冻结，造成设备损 坏。防冻蝶阀可隔离部分冷却单元，使热负荷集中。显然，防冻蝶阀越多，凝汽器运行更加灵活， 具有更强的防冻能力，但防冻蝶阀价格昂贵，增加防冻蝶阀会大量增加投资。机组启动初期可投 入旁路，以旁路来协调启动初期汽轮机进汽量与空冷凝汽器最低防冻热负荷的矛盾。大同二电厂 600MW直接空冷凝汽器8列冷却单元设2个防冻蝶阀，经过冬季运行的考验。实践证明2个防冻 蝶阀可以满足空冷凝汽器的防冻要求。 3．3迎风面风速 《工业企业厂界噪声标准》(GBl2348---90)中Ⅱ类标准要求昼间60dB，夜间50dB，Ⅲ类标 准要求昼间60dB，夜间50dB。为降低风机噪声水平，要降低凝汽器迎风面风速，同时增加凝汽 器换热面积。对噪声的控制付出了相当大的代价：与南非马廷巴电厂控制的噪声水平相比，我国 直接空冷凝汽器造价因此增加了约30％。 而且，迎风面风速较低使得空冷凝汽器抗大风影响的能力大大减弱，为保证安全，要留有足 够的背压安全裕量抵御突来的大风，严重影响机组出力。 目前我国已经投产的和在建的空冷凝汽器迎风面风速大都低于2m／s，有的甚至只有1．62m／s。 国内有专家建议空冷凝汽器迎风面风速应提高到2．5m／s左右。新建火力发电厂一半都远离居民区， 可适当放宽噪声的要求，以降低投资、增加机组夏季出力。这也要求国内风机生产厂家制造出噪 声更低的高性能风机。 3．4直接空冷机组的严密性试验 我国目前还没有直接空冷汽轮机真空严密性试验标准，已经投产的机组沿用了湿冷机组的严 密性试验方法。直接空冷机组真空系统容积大大超过湿冷机组，沿用湿冷机组严密性试验合格标 准是否合适还值得探讨。 在真空严密性试验过程中，风机运行的方式至关重要。流过空冷凝汽器的空气可以认为是“并 联”的，流过换热面的空气只能在该部分换热面“发挥”它的冷却能力；而流过水冷凝汽器管束的循 环水在在第一流程因空气泄漏热阻增加没有充分“发挥”其冷却能力时，仍能在下一流程“发挥”其 作用。 严密性试验开始后，聚集在换热面汽侧的空气量增加，热阻增加，对湿冷机组而言，其冷却 能力几乎没有变化，真空下降主要因真空系统不凝结气体增加导致。而直接空冷机组凝汽器的冷 ·182· 中国电机工程学会火电分会空冷专委会第四届学术年会论文集 却能力下降较多，真空下降的原因更多是因为冷却能力下降造成的。因此，真空严密性试验时风 机的运行方式就很关键，如果不增加风机转速，真空下降很快，不能如实反应系统严密性。如果 增加风机转速，真空下降的速度会大大减慢。如何进行试验才能更真实的反应系统实际严密性， 需要广大技术人员进一步探讨。 4 几点建议 目前国产直接空冷机组都比湿冷机组少一级回热抽汽。直接空冷机组背压高，排汽焓高，减 少排汽量使机组经济性的提高较湿冷机组显著，目前机组给水温度都为275。C左右。适当提高凝 结水和给水温度，增加回热抽汽量不但可提高机组运行的经济性，还可以减少凝汽器换热面积， 节约工程投资。 很多电厂机组排汽管和配汽管直角弯头较多，增加了管道长度，汽阻较大。排汽管和配汽管 的布置应尽量减少弯管，以减少排汽阻力，提高机组经济性。如从大直径排汽管到空冷岛顶部的 管道可以用直管连接，这样汽流少了两次转弯，管道长度也大大缩短。 为了降低补水含氧量，有的电厂凝结水补水补至空冷岛顶部逆流段，但这样也使得管道长度 大大增加，增加了投资，而且补水泵耗电量增加，增加了运行成本。可以考虑在厂房零米增加凝 结水除氧装置，凝结水补至凝结水泵入口或热水井。 ’ 空冷凝汽器系统庞大，焊缝多，一旦有泄漏，查找非常困难，安装时保证焊接质量非常重要， 要做到100％检查，提高复检比例。 。很多电厂调试时空冷凝汽器冲洗效果不达标，投产后凝结水含铁量很高，凝结水处理装置不 能正常工作。所以在冲洗时一定要把好质量关，冲洗不达标绝不能投运。 火电厂一般位于远离城市地区，新建电厂厂区建有较完善的生活设施，生活用水量也大大增 加。大多数新建电厂只注意生产用水的节约，忽视了生活用水的节约。建议新建电厂生活用水设 施采购节水设备，已建成的进行改造。 5直接空冷技术在我国火力发电项目应用的意义 我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，人均2300立方米，仅为 世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国 家之一。作为水资源匮乏的国家，我们既要“开源”，更要“节流”。挖掘工农业节水潜力，建立节 水型经济结构，使有限的水资源发挥更大的经济效益。由此节约用水，降低耗水指标是我国经济 持续发展的必然选择。 ‘ 我国火电机组平均耗水率1m3／GW*S，300MW及以上机组为0．9m3／GW*S，大大高于发达 国家0．7m3／GW*S的水平。因此，不论从现实出发，还是从长远考虑，在“富煤缺水”的华北、西 北发展电力工业，采用直接空冷技术，建设节水型电厂是非常有效的节水途径。 ·1R3·