關于空冷技術 10內蒙古電力科學爭論院10內蒙古電力科學爭論院關 于 空 冷 技 術內蒙古電力科學爭論院 孔昭文空冷技術概述見以下圖8#5#6和豐鎮發電廠的#3～#6海勒式噴射凝汽器間接空冷機組，以及太原二電廠的#7、#8哈蒙式外表凝汽器間接空冷機組。而國內直接空冷1998500800熟。空冷機組特點60重視到感到日益需要的過程，究其緣由，不外乎以下幾點：30%以上。資源匱乏問題。承受空氣冷卻，空氣可以免費取得，不需各種關心費用。承受空冷，廠址選擇不受限制。100～200Pa費用很低。20～30%。但空冷機組有其自身缺點：○空冷機組換熱系數低，比熱小，所以空冷器需要較大的面積。○空冷器性能易受環境氣溫、大風、雨季等影響。○空冷器不能靠近大型建筑物，否則易形成熱風再循環。空冷器要求承受特別制造的翅片管。空冷機組性能：a了大量補水，對電廠來說，由于還存在鍋爐除灰用水等消耗，電廠雖有肯定耗水量，但總耗水量大大削減。據文獻記載和試驗結果，空30%以上。一個百萬千瓦級的空冷電站比一樣1000b2：3：6，空冷系統局部的投資約占全廠總投資的6%—9%。雖然空冷系統最初會有較高投入，但在電站建成以后的統的總投入會大大節約。c由于空冷機組比濕冷機組的排汽背壓高，其循環效率降低約5%，6%—9%。d12電站名稱直接空冷系統占地面積Utrillas Wyodak1Matimba裝機功率，MW160 3656×665國家西班牙 美國南非運行年月1970 19781987m2/MW17.1 16.513.0電站名稱裝機功率，MW間接空冷系統占地面積Razdan Grootvlei5太原二熱2Kendal3×200 2002×2006×686凝汽器型式混合式 混合式外表式外表式國家前蘇聯 南非中國南非運行年月1971 197119931988占地面積，30.2 37.164.034.8m2/MWe34。500MW〔以德里的500MW濕式冷卻系統為基準〕 表3冷卻系統德里赫爾辛基馬德拉斯濕式冷卻系統100%90%110%空冷凝汽器160%125%160%自然通風干式冷卻塔245%200%250%濕式和干式冷卻系統的優化爭論〔根本條件：巴西350MW礦物燃料發電廠〕 表4優化的熱力系統自然通風式冷卻塔直接空冷凝汽器強迫通風間接空冷系統自然通風塔環境溫度，℃151515汽機背壓，mbar93.7119.7138.9汽機毛功率，MW346.7343.5341.1冷卻系統功率，MW1.75.11.4汽機凈功率，MW345338339.7230000003900000050000000年度本錢，馬克/a29000001374500015800000資額〔資本投入量是全負荷年運行小時數)、燃料價格、關心電力消耗量以及工廠當地的氣象數據。5由傳熱原理可知，直接空冷是在蒸汽分散的狀況下對空氣的放熱，而間接空冷是水對空氣的放熱。前者的傳熱溫差較間接空冷大30%左右，在散熱量肯定的條件下，導致直接空冷散熱器的傳熱面積30%。散熱器的傳熱面積進展了計算，計算條件和結果列于表5，計算結果30%，這是直接空冷系統的投資低于間接空冷的主要緣由。直接和間接空冷散熱面積的比較直接空冷系統5間接空冷系統汽機功率，MW 600600汽機背壓，kPa 11.212.95汽機排汽溫度，℃ 47.350.2空冷塔入口水溫，℃47.2設計氣溫，℃ 1212ITD值，℃ 35.335.3總傳熱面積，m2 11600001800000f過去有一種觀點認為：直接空冷機組的背壓要高于間接空冷機組是這樣。350MW同樣環境條件下，間接空冷系統背壓為13.89kPa，而直接空冷系統11.97kPa。Matimba6×665MW降為1.7kP3所以直接空冷機組和間接空冷機組的排汽壓力是很值得爭論的一個課題。g6接空冷電站的廠用電。對美國懷俄達克電廠的風機及其它關心機械的耗功進展了計算，1.6%直接空冷電站風機耗電電站名稱 Utrillas國家 西班牙Wyodak美國6CittadiRoma意大利電站功率，MW 1603652×36風機臺數 4066/32×16風機直徑，m 5.66.3/9.55.6風機功率，MW 2.35.51.3風機耗功占汽機發電功率百分 1.381.691.45數，%h直接空冷系統和間接空冷系統特性的比較見下表 表7直接空冷間接空冷〔混合式凝汽器〕間接空冷〔外表式凝汽器〕運行效果防凍閱歷荷，經受-43℃—43℃有肯定防凍閱歷負荷有肯定防凍閱歷熱風再循環有無無國內使用狀況無大型機組運行200MW200MW廠用電占地面積，風機耗發電功率1.6%泵耗發電功率的0.3%泵耗發電功率的0.3%m2/MW1540—6040—60m2A〔1.3—1.4〕A〔1.3—1.4〕A投資100%150%150%i國外大型直接空冷電站技術數據 表81.Utrillas西班牙Wyodak美國Matimba南非2.，MW1×1601×3306×6653.1970197819874.1519185.ITD334139.26.MW160330665kPa11.520.317.9t/h349.27807.222外徑,mm3500411550008.冷卻系統橢圓管直徑，mm53×16100×20mm32119×49順流管束單元數840逆流管束單元數8總傳熱面積，m212000009.風機：臺數4066〔3〕48直徑，m5.66.4〔9.14〕9.1410m43224511.占地面積，m2/MW17.016.513.0國內應用進展狀況6064裝于錦西石油五廠，運行狀況良好。66年由哈工大和哈空調聯合開50kW之后，87200MW機組安裝調試并投產。92200MW空冷機組投運。94200MW8200MW8以豐鎮電廠為例，933#國產空冷機組投運后，經過各方技3-5指標均到達良好標準，4-6#響，間接空冷機組比濕冷機組煤耗高15-20g/kWh。經運行與實測分析，41300國內預備和擬建的大型空冷電站有：大同一電廠1×200MW、ACC4×300MW2×600MW2×600MW2×600MW4×600MW的設計上。空冷汽輪機尾部運行特點可概括為：背壓高，并且背壓變汽輪機的特征部件就是專用末級葉片，它的功能是有良好的渡夏能力，反響在夏季在任何正常高背壓下都無須限負荷運行。856680mm710mm56改造并換上特地為空冷汽輪機設計的末級短粗580mm葉片，夏季32-33°С3-6需要。隨著我國空冷技術的不斷進展，目前國內東汽、哈汽、上汽都分別設計出適應空冷機組高背壓排汽工況的末級葉片，如東汽為我國600MW直接空冷汽輪機特地設計的三缸四排汽 645mm末級葉片和200MW580mm600MW680mm325MW540mm國內空冷汽輪機最設計特點：計的三大主要技術。專用末級葉片以適應空冷汽輪機高背壓和小容積流量下長期安680mm645mm大剛度，大阻尼，高強度。空冷末葉的外形特征為短，粗，壯。承受振，保證夏季高溫高背壓〔一般為35-40kPa〕下，汽輪機不限負荷運行。低壓缸承受多層缸構造：整體徑向分為多層缸，即外缸，內缸，隔板套，以削減各部溫度不均勻造成的膨脹差；承受落地軸承，防止軸承座因低壓排汽缸溫度變化而導致的軸承標高變化，產生軸系振動；配置特地的低壓缸噴水系統，用于各種高背壓，低負荷，小流量工況，保證高排汽溫度下安全運行。報警，記時，自動優先增減負荷及人機對話功能，為智能型自動保護裝置。600MW序工程符參數序工程符序工程符參數序工程符參數號號號號1設計氣溫t15℃2a初始溫差ITD38.4℃3汽輪機背壓p14.6kPa4排汽溫度t53.4℃k k5分散水溫度t52℃6蒸汽流量G1930t/hn 01257.56t 2433.6k7汽輪機排汽量G8排汽焓Ik/hkJ/kg空冷凝汽器2786.619 Q散熱量k×106kJ/h10滿發背壓P36.6kPa11對應環境氣溫t35.35℃m a12極限背壓P50kPa13堵塞背壓P5.5kPamax min證全年滿發)19381500kWCittadiRoma2×36MW1968Utrillas160MW1978Wyodak365MW1987Matimba6×665MW130050080090型冷卻元件單排管凝汽器〔簡稱SRC〕的大量使用取代了傳統的多排管和雙排管凝汽器，其冷卻性能、傳熱效率、防凍性能等均有了很大提高。如比例時哈蒙公司為直接空冷機組配套的冷卻元件50%以上十年考驗，證明其運行是牢靠的，應用是成功的。因此，也導致空冷電站的快速進展和應用范圍的擴大。國外大型直接空冷機組最早投入運行的是德國GEA公司生產的1978365MW1350m極大〔冬季-40℃；夏季43℃、煤礦豐富的地區，但嚴峻缺水。其〔空冷凝汽器承受三排橢園型帶翅片的三角形熱浸鋅管束，整個換熱器中，首次安裝了三個風扇區的單排管凝汽器試驗冷卻三231.15運時間為零。GEA1991Matimba101。19876×665MW48元，3843m，9.6m，A排汽由兩根直徑5m489.14m風機強制通風冷卻。90用過程中，生疏到單排管凝汽器優越的防凍性能和總體散熱面積小、90應用得到快速進展。700MW，目前已有相當數量承受直接空氣冷卻方式的燃氣—蒸汽靠近城市負荷中心，水源極其短缺，另外，嚴格的環境保護要求也是促進其進展的主要緣由之一。國外調研參考工程調研國家之一：南非a6×665MWb每臺機組主機與空冷系統投資估算。6×665MW設計參數、設計排汽背壓、實際運行排汽背壓、運行經濟性指標。主機與空冷系統投產后曾發生的各種事故狀況和運行中應留意爭論和解決的問題。解