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1 間接空冷 -簡介

  間接空冷系統,間接空冷系統指混合式凝汽器的間接空冷系統(海勒式間接空冷系統)和具有表面式凝汽器間接空冷系統(哈蒙式間接空冷系統)及其它。

  (a)直接空冷系統——系利用機械通風使汽輪機排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝結,一般由大管徑排汽管道、空冷凝汽器、軸流冷卻風機和凝結水泵等組成;

  (b)帶表面式凝汽器的間接空冷系統——亦稱哈蒙系統,由表面式凝汽器、空冷散熱器、循環水泵以及充氮保護系統、循環水補充水系統、散熱器清洗等系統與空冷塔構成。該系統與常規的濕冷系統基本相仿,不同之處是用空冷塔代替濕冷塔,用密閉式循環冷卻水系統代替敞開式循環冷卻水系統,循環水採用除鹽水。

2 間接空冷 -資料

  一、機械通風直接空冷系統(ACC)

  該系統亦稱為ACC系統,它是指汽輪機的排汽直接用空氣來冷凝,空氣與蒸汽間進行熱交換,其工藝流程為汽輪機排汽通過粗大的排氣管道至室外的空冷凝汽器內,軸流冷卻風機使空氣流過冷卻器外表面,將排汽冷凝成水,凝結水再經泵送回鍋爐。

  其優點有:

  ⑴不需要冷卻水等中間介質,初始溫差大。

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  ⑵設備少,系統簡單,佔地面積少,系統的調節較靈活。

  其缺點有:

  ⑴真空系統龐大在系統出現泄漏不易查找漏點,易造成除氧器、凝結水溶氧超標。

  ⑵採取強制通風,廠用電量增加。

  ⑶採用大直徑軸流風機雜訊在85分貝左右,雜訊大。

  ⑷受環境風影響大。

  二、表面式間接空冷系統

  表面式凝汽器間接空冷系統的工藝流程為:循環水進入表面式凝汽器的水側通過表面換熱,冷卻凝汽器汽側的汽輪機排汽,受熱后的循環水由循環水泵送至空冷塔,通過空冷散熱器與空氣進行表面換熱,循環水被空氣冷卻后再返回凝汽器去冷卻汽輪機排汽,構成了密閉循環。

  帶表面式凝汽器的間接空冷系統,與海勒式間接空冷系統所不同的是冷卻水與汽輪機排汽不相混合,進行表面換熱,這樣可以滿足大容量機組對鍋爐給水水質較高的要求。該系統與常規的濕冷系統基本相同,不同之處是用空冷塔代替濕冷塔,用不鏽鋼凝汽器代替銅管凝汽器,用除鹽水代替循環水,用密閉式循環冷卻水系統代替敞開式循環冷卻水系統。

  其優點有:

  ⑴設備較少,系統較簡單。

  ⑵冷卻水系統與凝結水系統分開,水質按各自標準處理,冷卻系統採用除鹽水,且閉式運行,基本杜絕凝汽器管束內結垢堵塞情況,大大提高換熱效率。

  ⑶循環水系統處於密閉狀態,循環水泵揚程低,消耗功率少,廠用電率低。

  ⑷冷卻水在循環過程中完全為密閉循環運行,基本不產生水的損耗,理論上該系統耗水為零。

  其缺點有:.

  ⑴冷卻水必須進行兩次熱交換,傳熱效果差。

  ⑵佔地面積大。

  ⑶初投資較直接空冷大。.

  三、 直接空冷機組與間接空冷機組環境氣象條件包括氣溫,風速及風向性能、廠址海拔標高及廠址處的大氣壓力、輻射熱的對比:

  直接空冷與間接空冷在氣溫、風速及風向性能、廠址海拔標高及廠址處的大氣壓力、輻射熱對比表

  氣 溫

  風速及風向性能(安全性分析)

  廠址海拔標高及廠址處的大氣壓力

  輻射熱

  直接空冷

  氣溫的變化將直接影響直接空冷機組的背壓。當夏季高溫時,汽輪機背壓升高,嚴重影響機組安全運行,目前國內直接空冷機組在夏季運行以降出力方式,保持相對較低背壓,以保證機組安全運行。

  1、直接空冷系統對風向、風速以及上游建構築物對空氣環流的影響極其敏感,特別是在高氣溫條件下,汽機運行背壓已經很高,不利風向造成的熱迴流及散熱不暢而使汽機背壓突然升高,汽機出力下降。在高氣溫條件下,嚴重的熱迴流及散熱不暢容易使汽機背壓超過背壓保護限值而跳閘停機,國內已發生幾次直接空冷機組夏季因強對流氣象條件影響的汽輪機跳閘事故。

  2、直接空冷系統當風速超過3.0m/s以上時,對空冷系統散熱效果就有一定影響,特別是當風速達到5.0~6.0/s時,不同的風向會對空冷系統形成熱迴流,甚至降低風機效率,致使汽輪機背壓升高,嚴重影響電廠安全運行。

  3、電廠運行時,冷空氣通過散熱器排出的熱氣上升,呈現羽流狀況。當大風從爐后吹向平台散熱器,風速度超出8m/s,羽流狀況要被破壞而出現熱風再迴流。熱氣上升氣流被爐後來風壓下至鋼平台以下,這樣的熱風又被風機吸入,形式熱風再循環。甚至最邊一行風機出現反向轉動。

  廠址海拔標高及廠址處的大氣壓力直接影響直接空冷空氣換熱介質的質量流量,對直接空冷凝汽器的軸流風機的軸功率有影響。

  晴天的太陽輻射熱將影響直接空冷凝汽器的熱交換。

  間接空冷

  氣溫仍然是影響間接空冷機組的背壓主要因素,但由於在空冷塔的空冷散熱器和冷凝器中的換熱介質是水,相對的換熱係數較高,間接空冷系統的汽輪機背壓相對於直接空冷系統較低,如採用同一型式汽輪機,其夏季運行的安全性相對較高。

  間接空冷系統相對於直接空冷系統對環境氣象條件的敏感性和受環境氣象條件影響變化較小,由於間接空冷系統一般均採用自然通風冷卻塔,環境風的風向及風速等氣象因素對冷卻塔也會產生影響,但也明顯小於直接空冷系統,無熱風迴流現象的發生。

  廠址海拔標高及廠址處的大氣壓力對間接空冷影響較少,但對空冷散熱器的面積及冷卻塔的直徑、高度產生影響。

  輻射熱基本不影響間接空冷散熱器的熱交換。

  四、直接空冷機組與間接空冷機組用水量及耗水率、給水泵汽輪機配套設備、設備耗電量、雜訊影響分析、年煤耗、運行檢修中的利弊的對比:

  直接空冷與間接空冷機組在用水量及耗水率、給水泵汽輪機配套設備、設備耗電量等對比表

3 間接空冷 -區別

  最明顯的是直接空冷可以節水很多,佔地面積小,只要建空冷島,且可以選擇的地方也多,島下很多地方還可以再利用,缺點是換熱效果差,啟動初期,抽真空較難抽。間接空冷的優點是因為有水,所以換熱效果比直接空冷好,受季節的影響也比直接空冷的少,缺點是要耗費一定的水,需要建冷卻塔,投資大,廠用電率高,因為要設置循環泵,系統比較複雜。

  直接空冷和間接空冷雖然是當今電廠的首選,節能比較突出,但一次投資過於龐大,使有些電廠望而生畏,有些散熱設備的投資甚至和鍋爐差不多,這也使散熱器在電廠中和鍋爐,汽機,發電機一併成為現代電廠的四大主機設備。

4 間接空冷 -建議

  目前我們關注的不僅是空冷系統設計優化的經濟性,更關心的是空冷系統的安全性,所謂安全性主要包括兩個方面:一是夏季高溫能否保證設計考核點的滿發,二是在大風情況下機組的安全運行。根據以上分析,直接空冷系統和表面式間接空冷系統在技術上均是可行的,經濟性方面表面式間接空冷系統有一定優勢,雖然表面式間接空冷系統投資總體略高於直接空冷系統,但由於背壓較低,單位kw.h煤耗比直接空冷系統低,經濟性方面表面式間接空冷系統比直接空冷系統有一定優勢,隨著上網電價的上調錶面式間接空冷系統的優勢將提高。因此建議採用表面式間接冷卻方案。

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