直接空冷系统

绪论 随着世界各国经济的迅速发展和人类物质文化生活水平的不断提高，大型火力发电厂及大容量单元机组的投运面临着更为迫切、严格的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，记载要求电力工业高速发展的同时，对发电厂的耗水量、烟尘排放量、冷却水废热造成的大气和自然水资源污染、生态平衡破坏规定了严格的限制标准。因此，人类在大规模开发能源、发展电力工业的同时，必须采取有效措施，缓解用水矛盾，消除控制污染后果，走可持续发展的道路。 发电厂汽轮机排气空气冷却技术的应用和发展，为在严重缺水地区的煤矿和电力负荷中心区域建设大型火力发电厂开辟了一条节水，经济、安全、可靠地途径，也为水资源丰富区域保持生态平衡、避免江河水资源勿扰创造了条件。 电厂空冷凝汽器技术的的开发应用已有约几十年的历史。德国早在1939年就建成了采用空气冷却的发电机组。 2002年之前，国内仅有大同二电厂2×20万千瓦、太原二电厂2×20万千瓦和内蒙丰镇电厂4×20万千瓦三个电厂，8台大型间接空冷机组投入运行。其中大同、太原电厂的间接空冷机组从国外进口，内蒙丰镇电厂的间接空冷机组由哈尔滨空调股份有限公司提供。从2002年之后，大型电站空冷市场才开始在国内全面启动，据初步统计，截至2005年9月份，已招标开工的30万千瓦以上项目20余个、总装机容量超过2200万千瓦，哈尔滨空调股份有限公司承担7个项目，共420万千瓦，其余项目皆被德国GEA公司和美国SPX（斯必克）公司中标。 为尽快实现大型电站空冷系统国产化，国务院副总理曾培炎先后两次做出批示，在有关部门的大力协调和支持下，中电投集团公司和华能北方对大型电站空冷系统国产化给予了充分的支持和信任，2004年，哈尔滨空调股份有限公司获得了通辽三期60万千瓦和乌拉山30万千瓦机组直接空冷系统的订单，日前，乌拉山电站直接空冷系统已投入运行。这一成果不仅打破了国外公司在此领域近70年的垄断局面，我国也成为世界上继美、德之后第三个全面掌握此项技术的国家。 随着当代电厂的大力发展和科学技术的不断提升，空冷技术将迎来新的发展前景。 1凝气设备 凝汽式汽轮机广泛用于现代火电厂和核电站。凝气设备是汽轮机的重要辅助设备，在电厂热力循环中起着冷源的作用。降低汽轮机的排气压力，可以增大汽轮机的理想焓降，提高电厂的循环热效率。 1.1 凝气设备的作用及工作原理 凝气设备主要由凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气设备组成。图1-1是凝气设备的示意图，汽轮机排汽进入凝汽器，而循环水泵不断地将冷却水（或循环水）送入凝汽器，吸收蒸汽的凝结放热，将排汽不断的凝结成纯净的凝结水，凝结水流入凝汽器底部的热井中，最后由凝水泵将其抽出，送往加热器                                                                                                                  和结除氧器进入锅炉循环使用。因为凝汽器处于高度真空状态，为防止空气在凝汽器内积存，需抽气器不停地将其抽出。 凝气设备的首要作用是在汽轮机的排汽口建立并保持规定 的真空，使进入                              图1-1 湿冷凝气设备示意图 汽轮机的蒸汽              1-凝汽器  2-循环水泵  3-凝结水泵  4-抽气器 汽轮机的蒸汽膨胀到尽 可能低的压力，从而增大机组的理想焓降，提高其热经济性。但是，汽轮机的排气压力也不是越低越好，而是存在一个最佳值。这个主要受俩方面因素的影响，一方面，冷却面结合冷却水量越大，真空越大，但同时基本投资、厂用电和运行费用也随之增加，若在某个排气压力下，汽轮机因真空的提高而增加的功率等于凝气设备所增大的能量消耗时，继续降低排气压力就会得不长失；另一方面，排气压力降低时，蒸汽体积急剧增大，使汽轮机排汽部分的体积显著增大，末级叶片高度也相应增加，导致机组结构复杂。若使末级尺寸不变，则势必增大末级排汽余速损失，这样降低排气压力所得到的效益也就被抵消了。 凝气设备的另个作用是回收洁净的凝结水作为锅炉给水。锅炉给水的不洁净将使锅炉结垢和腐蚀，使新汽夹带盐分导致汽轮机通流部分结垢，这会严重影响电厂的安全经济运行。 1.2凝气设备的分类 按照凝气设备的排气凝结方式不同，可将凝汽器分为 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 面式和混合式俩种类型。在混合式凝汽器中，蒸汽呈喷雾状喷入的冷却水直接混合，使蒸汽冷却凝结。由于冷却水未经处理，蒸汽凝结后的混合水水质很差，不能循环利用；或处理大量的冷却水，使一部分混合水循环利用，这就使得水处理的成本大大增加，这是混合处理的不足之处。 表面式凝汽器中，冷却工质与蒸汽被冷却表面隔开互不接触。根据所用的冷却工质不同，表面式凝汽器又分为空冷式和水冷式俩种。由于用水做冷却工质时，凝汽器的传热系数高，可获得和保持高度真空，因此现代火电厂广泛采用一谁作为冷却工质的表面式凝汽器。在缺水地区，由于采用空气凝汽器可以节约大量水资源，故空冷机组得到越来越广泛的应用。 图1-2  表面式水冷凝汽器结构简图 1-蒸汽入口  2-冷却水管  3-管板  4-冷却水进水管  5-冷却水回流水室  6-冷却水出水管  7-凝结水集水箱（热井）  8-空气冷却区  9-空气冷却区挡板  10-主凝结区  11-空气抽出口 1.2.1表面式水冷凝汽器的类型 根据冷却水在凝汽器中流经的次数不同可将凝汽器分为单 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 、 双流程和多流程等形式。 图1-3单流程凝汽器          图1-4双流程凝汽器 在凝汽器上还设有抽气口将空气抽出。在凝汽器入口处，空气在蒸汽中的含量很小。随着凝结过程的进行，空气含量越来越大，在蒸汽流程的末端达到最大值，因此抽气口设在凝汽器流程的末端。 按照抽气口的位置不同可将凝汽器分为气流向下式、气流向上式、气流向心式、气流向侧式等形式(见图1-3） 图1-5  按凝汽器气流类型分类 (a)气流向心式  (b)多区域气流向心式（以B.B.C的管束布置为例） 2.空冷技术 2.1空冷凝汽器系统的发展 循环冷却系统是电力生产过程中的一个重要环节，做过功的汽轮机乏汽需要在凝汽器中冷却凝结，然后重新循环。常规湿冷机组是采用自然通风冷却塔形式，以水为冷却介质，其中循环水损失（蒸发损失、风吹损失和排污损失）约占电厂耗水量的80%；而空冷机组是以空气为冷却介质，其中间接空冷系统主要有带喷射式凝汽器的海勒式系统，带表面式凝汽器的哈蒙氏系统和直接空冷系统。无论是采用密闭循环冷却水的间接空冷方式，还是无循环冷却水的直接空冷方式，都不产生循环水损失，只需锅炉补水和其他用水即可，所以电站耗水量明显减少，在相同的水资源下可多装机至原来的三倍以上，具有长远的经济效益。 电站空冷凝汽器技术的开发应用自世界上第一台15MW直接空冷机组于1938年在德国一个坑口电站投运,至今已有近70年的历史。直接空冷技术的发展主要是围绕空冷凝汽器管束进行的，空冷凝汽器所用的翅片管基本上是表面镀锌的椭圆形钢管加钢质翅片，或圆形钢管加铝翅片。 在直接空冷凝汽器发展初期的20世纪60年代，由于受加工工艺的限制，翅片管的内径较小。为了将蒸汽侧的压力损失控制在合理范围内，单管长度一般为7m左右。为了获得足够的换热面积，蒸汽管束不得不采用2排、3排甚至4排管片。由于多排管组成的管束，空气（蒸汽）流会产生死区，换热面积不能像单排那样被100%利用，而且多排管空气流阻力大，其空冷风机必然要多耗电能，另外，管束外可能会出现死区，在冬季流动不畅的不可凝结气体和凝结水容易结冰。因此直接空冷技术的优越性显得不够突出，其发展和推广也受到了一定制约，基本上都在单机容量比较小的发电机组上使用。 20世纪80年代初，翅片管直径由25.4mm扩大到38mm，单管长度也相应加长到10m，组成管束的翅片管排数也相应减少，使用空冷技术发电机组的单机容量也相应增大。20世纪80年代中期以后，翅片管直径已经扩大到50mm以上，组成管的翅片管减少到只有一排，这也就是目前使用的具有特殊形状的单排椭圆形翅片管的空冷凝汽器。 空冷风机的发展，特别是变频技术的应用，对直接空冷技术的发展和推广起到很大的推动作用，它为防止空冷技术在严寒的冬季发生冰冻提供了更为灵活的控制手段。由于空冷凝汽器制造技术不断发展，解决了空冷技术在应用上的诸多难题，使其优点更为突出，为其在大容量机组上的应用铺平了道路。空冷技术已经为越来越多的国家认同和使用，使用空冷凝汽器的机组从无到有、容量从小到大，世界上相继出现了一批200、300甚至600MW及以上的大容量直接空冷机组，如伊朗Touss电站（4×150MW），1970年7月后相继投产的西班牙Utrillas火电厂（单机容量160MW），1978年投产的美国Wyodak电站（单机容量330MW），1986年后相继投产的南非Maimba电站6×685MW等等，至今运行良好。 2.2 空冷技术在我国的应用 我国是一个以煤炭资源为主的能源国家，其中燃煤发电约占全部电源的70%，而且在近期仍不会改变这种电力能源以煤电为主的比例。我国还是严重缺水的国家，水资源短缺已成为制约经济社会发展的主要因素。按目前的正常需要和不超采地下水，全国缺水总量约为400亿m3，全国现有668座城市，约有400座城市缺水。 我国电力工业发展迅速，大容量、高参数的大型火电机组日益增多，其年耗燃料及水资源相当可观，其中水资源的矛盾已是制约我国大部分地区发展的一个重要因素，尤其是西部地区，富煤缺水，要开发这些地区的能源，除了有关工业、农业均要采取节约水措施外，电力行业建设采用大型空冷机组是非常经济而有效的措施。 我国于20世纪60年代开始火电空冷技术的研究，但都属于小型机组。“七五”期间，我国从匈牙利进口两套200MW带喷射式凝汽器的海勒式间接空冷系统设备，同时引进了海勒式系统的空冷技术，与东方汽轮机厂和电机厂生产的200MW汽轮发电机组配套，在山西大同第二发电厂分别于1987年和1988年投产。 “八五”期间，太原第二热电厂的2台200MW供热空冷机组经论证，参照大同第二发电厂运行的实践，确定采用带表面式凝汽器哈蒙氏间接空冷系统。哈蒙氏系统是哈蒙公司在购买匈牙利海勒式系统专利后经研究改进的间接空冷系统，它与海勒式系统的主要不同是采用了表面式凝汽器和钢管钢翅片散热器，是循环冷却水与锅炉给水分成两个独立的系统，其水质可以按各自的标准和要求进行化学处理，因而简化了系统，方便运行操作，增加了空冷设备运行的可靠性。 继续阅读