火电厂空冷技术02.docx
《火电厂空冷技术02.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《火电厂空冷技术02.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
火电厂空冷技术02
火电厂空冷技术
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1讲空冷技术的发展及现状
一、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、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
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
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
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
1、空冷电厂总体情况的特点
①厂址选择时，基本上不受水源的限制
②空冷设备在电厂中的地位很重要
③大幅度的降低电厂耗水量
④减轻对环境的污染
⑤空冷装置在施工时需要较大的市场。
调试时的措施复杂
⑥全场的热效率低
2、发电厂空冷技术的特点
①具有低温位、小温差、较大散热量传热学特点
②需配置高、中、低背压的汽轮机10～50KPa
③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）
④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
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
空冷是一个节水环保型技术，对环境的影响是甚微的。
1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；
2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
3无雾汽团和噪声对环境来说是有利的。
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：
①节省电厂空冷塔的尺寸，少安装散热器
②节省正常的温室所需的热源装置
4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2讲空冷系统及其特点
一、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
1排气管道②空冷凝汽器③空冷风机（低压轴流风机）④蒸汽分配管⑤凝结水收集系统⑥抽真空的系统⑦排汽系统⑧控制系统
3、工艺流程
4、优缺点
优点：
①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↑Δt。
②设备少，系统比较简单，基建投资少，占地面积小
③空气量的调节灵活。
各季防冻措施是比较可靠的。
缺点：
①空冷凝汽器比常规的体积大的多，容易漏汽
②排汽管道加工比较困难
③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―30KPa（湿冷机组为15―30KPa）受环境气温影响夏季变为50KPa，冬季为10KPa（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：
①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℃。
2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1.83KPa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：
①凝汽器体积比较小，不知在汽轮机的下部。
②排气管道比较短，真空系统比较小，保持式冷却的特点
③与中背压汽轮机配套，使整个机组的水煤耗降低。
缺点：
①设备比较多，系统比较复杂，布置比较困难。
②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。
③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：
①设备少系统也比较简单
②汽水系统和冷却水系统是分开的，水质有各自的要求。
③带负荷的能力受大风的影响比较小
缺点：
①传热效果比较差
②背压比海勒系统高，经济性下降。
③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
①冷却水系统的耗水量几乎为零
②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。
③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。
④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。
⑤散热器的面积小，空冷塔的体积小。
⑥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、采用自身的旁路
2、改变百叶窗的开度
变工况运行的能力
调节灵活，变工况运行方便
灵活性一般
方便性中等
不方便
工况固定
汽轮机
高背压
中背压
低背压
3、经济性的比较
直接空冷
哈门式空冷
海勒式空冷
发电标准煤耗
（海勒）
增加5﹪―8﹪
增加4.5﹪―8﹪
增加4﹪―8﹪
厂用电率
相仿
减少30﹪
减少10﹪左右
节水性能
75﹪以上
65﹪以上
65﹪
全厂热效率
减少4﹪
减少3﹪
减少3﹪
基建投资情况
（直接空冷）
100﹪
126﹪
110﹪
4、两种间接空冷系统之间的比较（哈门式和海勒式）
1
②
③
升级会员 