火电厂空冷技术02.docx

1、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

2、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6665MW直接空冷系统 1

3、988年 南非6686MW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33MW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4200MW国产海勒空冷系统 1994年 一月和九月太原二电厂2200MW散热器采用哈门式 2003年 11月12月大同大唐2200MW直接空冷2004年 渝社、漳山电厂2300MW直接空冷2005年 大同二电厂、内蒙新半260

4、0MW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2600MW海勒系统 内蒙古卓恣山4200MW海勒系统 阳城电厂2600MW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 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

5、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1050KPa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 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

6、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

7、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：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

8、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QFt。 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1530 KPa（湿冷机组为1530 KPa）受环境气

9、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27280，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1.83 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：60809）启动时的特点启动的速度要快，流量增加时流速也

10、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：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

11、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

12、 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

13、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

14、。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）1001261104、 两种间接空冷系统之间的比较（哈门式和海勒式）1