火电厂空冷技术02

火电厂空冷技术火电厂空冷技术 主要内容 主要内容 第 1 讲 空冷技术的发展及现状 第 2 讲 空冷系统及特点 第 3 讲 空冷系统的设计 第 4 讲 空冷系统的主要设备 第 5 讲 空冷系统的运行和维护 第第 1 1 讲讲 空冷技术的发展及现状空冷技术的发展及现状 一 一 意义意义 随水资源缺乏的情况下 空冷技术有一定的发展 火电厂 耗水量占工业总耗水量的 20 空冷技术是一项节水性的 环 保型的节水技术 与常规的空冷技术相比能节约 70 的水量 没有噪声 不必配置凉水塔 有利于节省大地水资源 二 二 定义定义 1 发电厂空冷 发电厂采用翅片管式空冷散热器 直接或间 接用环境空气来冷凝汽轮机的排气 2 发电厂空冷技术 研究空冷新装置及其使用的一系列技术 3 空冷系统 采用空冷技术的冷却系统 4 空冷机组 采用空冷系统的汽轮发电机组 5 空冷电厂 采用空冷系统的发电厂 三 发展情况三 发展情况 1 国外发展 1939 年 德国多尔矿区 1 5MW 直接空冷系统 1950 年 卢森堡 意大利钢厂的自备电厂 13MW 直接空冷系统 1950 年 大同 5 号 6 号机组海勒提出混合式凝汽器 散热器 用铝制成的 1962 年 在美国的拉格来 120MW 首先采用海勒式系统 1968 年 在西班牙的 160MW 采用直接空冷系统 1970 年 苏联 胸牙利 南非的 200MW 均采用海勒系统 1977 年 美国 330MW 采用海勒式 1985 年 德国的核电站 300MW 采用哈门系统 1987 年 南非马庭巴 6 665MW 直接空冷系统 1988 年 南非 6 686MW 哈门系统 巴林 890MW 直接空冷机组 伊朗 325MW 海勒式机组 中国产 2 国内发展 1966 年 哈工大 50KW 机组上做了直接空冷实验机组 1967 年 候马电厂 1 5MW 直接空冷机组 工业性 1976 年 甘肃石油化工厂 3 3MW 直接空冷机组 哈空调 1987 88 年 大同二电厂 5 号机组 200MW 海勒系统 进口机组 1992 年 内蒙的丰镇电厂 4 200MW 国产海勒空冷系统 1994 年 一月和九月太原二电厂 2 200MW 散热器采用哈门式 2003 年 11 月 12 月大同大唐 2 200MW 直接空冷 2004 年 渝社 漳山电厂 2 300MW 直接空冷 2005 年 大同二电厂 内蒙新半 2 600MW 直接空冷 2006 年 内蒙拖拉山电厂 300MW 直接空冷 国产 2007 年 国电宝鸡电厂 2 600MW 海勒系统 内蒙古卓恣山 4 200MW 海勒系统 阳城电厂 2 600MW 融合海勒和哈门系统 SCAL 型表 面式散热凝汽器 四 现状四 现状 2009 年统计全世界采用直接空冷机组大约有 900 台 100MW 以 上的空冷机组中海勒式占 25 哈门式占 32 直接空冷占 43 五 应用领域五 应用领域 燃煤电厂 燃气 蒸汽联合循环 大电厂 工业企业的自备电 厂 气候条件 沙漠 干旱地区 水源比较充沛的地区 炎热地区 严寒地区 六 空冷系统的特点六 空冷系统的特点 1 空冷电厂总体情况的特点 厂址选择时 基本上不受水源的限制 空冷设备在电厂中的地位很重要 大幅度的降低电厂耗水量 减轻对环境的污染 空冷装置在施工时需要较大的市场 调试时的措施复杂 全场的热效率低 2 发电厂空冷技术的特点 具有低温位 小温差 较大散热量传热学特点 需配置高 中 低背压的汽轮机 10 50KPa 冷却性能受环境的影响很大 导致汽轮机的背压变化幅度较 大 当地气温 风向 风速的影响 基金的投资和运行费用比常规的湿冷机组大 七 直接空冷存在的问题七 直接空冷存在的问题 1 高风速对直接空冷凝汽器 散热器 的影响尚未解决 布置在厂房边上 有主导风向 风速很大时 迎风面风速很小 使凝汽器通过空气小 冷却性能就很差 背压很高时使保护系统动 作发生跳闸 2 真空系统严密性没有得到有效解决 真空容积是很庞大的 是同容积湿冷机组容积的 30 倍 包括 从室内到室外 会有漏汽 真空系统严密性差 机组的煤耗比较高 3 空冷凝汽器污垢问题 北方地区干旱 风沙大污染本身很严重 夏天飞絮 昆虫在翅 片管间隙堵塞了空气的流通 利用高温水枪清洗 多排按错咧排列 4 热风在回流现象 厂房后面刮的风向 八 空冷对于环境的影响八 空冷对于环境的影响 空冷是一个节水环保型技术 对环境的影响是甚微的 空冷塔排出的空气都是 干热空气 是不可见的 对大气没有 任何影响 对能见度上没有影响 对周围环境没有影响 空冷系统在运行时没有排污 海勒式系统有个冷却水系统 混合式凝汽器有 3 回到锅炉 97 回到空冷塔冷却水系统 一般是开式的水冷间接空冷且闭式 的水冷系统 对环境水体没影响 无雾汽团和噪声对环境来说是有利的 九 空冷的综合利用九 空冷的综合利用 1 空冷循环水温平排水的热能利用 海勒系统的温水 温室水汽换热器 好处 节省电厂空冷塔的尺寸 少安装散热器 节省正常的温室所需的热源装置 节省热源装置所需的燃料 2 空冷 海勒 塔塔内的空间的综合利用可用于施工现场 第第 2 2 讲讲 空冷系统及其特点空冷系统及其特点 一 一 直接空冷系统直接空冷系统 1 定义 直接采用环境空气通过空冷散热器将汽轮机排气冷凝成凝结 水 空气与蒸汽间进行的热交换 系统所需的冷空气由机械通风 方式来供应 2 组成 排气管道 空冷凝汽器 空冷风机 低压轴流风机 蒸 汽分配管 凝结水收集系统 抽真空的系统 排汽系统 控制系统 3 工艺流程 4 优缺点 优点 不需要冷却水等中间冷却介质 初始温差比较大 冷 却系统内热介质与冷介质温度的差值 Q F t 设备少 系统比较简单 基建投资少 占地面积小 空气量的调节灵活 各季防冻措施是比较可靠的 缺点 空冷凝汽器比常规的体积大的多 容易漏汽 排汽管道加工比较困难 厂用电量增加 增加了噪声源 5 直接空冷机组的特点 1 用水量是最少的 2 运行时调节灵活 防冻的性能最好 3 占地的面积比较小 4 排气管道比较长 真空面积大 抽真空时不凝结气体很多 因此对抽真空设备有特殊 要 电厂采用 3 台 100 水环真空泵同时启半小时建立真 空 5 机组的背压比较高 背压变化比较大 空气比热容高 设计背压为 15 30 KPa 湿冷机组 为 15 30 KPa 受环境气温影响夏季变为 50 KPa 冬季为 10 KPa 使得煤耗增加 则汽轮机低压部分设计不同 6 厂用电率高 风机总功率占机组功率的 1 7 热力系统的特点 回热系统配置不同于常规系统 湿冷机组为 3 台高加 4 台低加 1 个除氧器 直接空冷机组为 3 台高加 3 台低加 1 个除氧器 给水温度为 27 280 凝结水温度为 30 湿冷机组 直接空冷机组凝结水温为 60 夏季为 80 循环水泵系统 独立设置辅机冷却水系统 辅机需要水冷 给水泵分为电动泵和汽动给水泵 汽动泵的压力为 1 83 KPa 排汽单独设置为湿冷和湿冷机组 8 凝结水自身的特点 精处理设备的温度为 60 80 9 启动时的特点 启动的速度要快 流量增加时流速也增加 冬季采用 一定的防冻措施 流量比较大 中压启动可以缩短启动时中压启动可以缩短启动时 间间 10 空冷系统维护工作量大 二 海勒系统 1 原则性汽水系统图 1 锅炉 2 过热器 3 汽轮机 4 喷射式凝汽器 5 凝结水泵 6 凝结 水精处理装置 7 凝结水升压泵 8 低压加热器 9 除氧器 10 给水 泵 11 高压加热器 12 冷却水循坏泵 13 调压水轮机 14 全铝制散热器 15 空冷塔 16 旁路截流阀 17 发电机 2 组成 喷射式 混合式 凝汽器 装有辐哥型散热器 3 系统的优缺点 优点 凝汽器体积比较小 不知在汽轮机的下部 排气管道比较短 真空系统比较小 保持式冷却的特 点 与中背压汽轮机配套 使整个机组的水煤耗降低 缺点 设备比较多 系统比较复杂 布置比较困难 冷却水量比较多 相当于锅炉给水量的 40 倍 要求 的水质要和锅炉要求的保持一致 水处理的费用很高 自动控制系统复杂 散热器防冻的性能差 冷却效 果受外界风的影响比较大 三 哈蒙式系统 1 原则性系统 1 锅炉 2 过热器 3 汽轮机 4 表面式凝汽器 5 凝结水泵 6 凝 结水精处理装置 7 凝结水升压泵 8 低压加热器 9 除氧器 10 给水泵 11 高压加热器 12 循环水泵 13 膨胀水箱 14 全钢制散热器 h5 空 冷塔 16 发电机 2 组成 表面式凝汽器 不锈钢 空冷塔 不锈钢制的散热器 3 系统的优缺点 优点 设备少系统也比较简单 汽水系统和冷却水系统是分开的 水质有各自的要 求 带负荷的能力受大风的影响比较小 缺点 传热效果比较差 背压比海勒系统高 经济性下降 同样的汽轮机背压下 要求散热器布置量多 散热 面积增加 投资增多 四 SCAL 间接空冷系统 1 原则性系统图 2 组成 不锈钢管制的散热器 装有辅哥型散热器的空冷塔 3 特点 冷却水系统的耗水量几乎为零 冷却水和汽水系统是分开的 且水质有各自的标准 一般采用的冷却水是除盐水 表面式凝汽器内不会出现结垢好 表 面式凝汽器换热效果提高 冷却水的 pH 控制在合适的范围内 可以使两种设备的 材质的腐蚀效率降低 保证散热器和表面式散热器的使用寿命增加 循环水泵的扬程一般比较低 功耗小 取消了海勒系 统中的水轮机以及其它的一些调压装置 散热器的面积小 空冷塔的体积小 系统简单操作方便 投资省 五 各种系统的比较 1 设备的比较 直接空冷哈门式空冷海勒式空冷 空冷散热器 冷却系统成负压 严 密性要求最严格 成 人字型 倾斜布置 冷却系统成微正压 比直接空冷严密性弱 成水平或微倾斜水平 卧式布置在塔内 冷却系统成微正压 严密性要求严格 竖 直布置在塔外 凝汽器 空气冷却的表面式换 热器 进行空气与汽 轮机的饱和蒸汽之间 的换热 水冷却的表面式的热 交换 在排汽与冷却 水之间的换热 水冷却混合式的热交 换 排气与冷却水之 间的换热 泵 不需要循环水泵 有循环水泵布置得比 较浅 电动机的功率 比较小 有循环水泵 泵坑比 较深 功率大 泵与 水轮机同轴 水轮机无 无 用水轮机调压 200MW以上 风机 风机群无无 自然通风塔 不需要有 自然通风有 自然通风 2 系统技术性方面的比较 直接空冷哈门式空冷海勒式空冷 换热次数 一次两次两次 换热方式 表面式表面式 一次混合式 散热器 采用表面式散热 真空容积 30 倍较小小 防冻措施 1 负荷的大小 风 机的多少转速的 大小 2 热风再循环 3 利用蒸汽的盘管 加热进入散热器 的空气 1 自身旁路采用的 防冻措施 启用 2 调节百叶窗的开 度 控制空气量 3 加防冻剂 1 采用自身的