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间接空冷机组技术分析

1993年在内蒙丰镇电厂投产的 4×200MW混凝式间接空冷机组以及1993年在 山西太原第二热电厂投产 的2×200MW表凝式间接空冷系统(采用黄铜管HSn701A表面式凝汽器,散热器是引进德国GEA公司技术生产的钢管钢翅片散热器)是国 家“八五”攻关的两个课题,两个项目的第一台机组均在1993年投入生产运行。
表面式凝汽器的间接空冷系统
与其它方式的空冷系统相比较具有如下优缺点。
主要内容
1 直接空冷系统
2 间接空冷系统
3 二者性能比较
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及我厂空冷塔
系统简介
直接空冷系统
直接空冷系统,又称空气冷凝系统,直接空 冷汽轮机的排汽直接由空气冷凝,是蒸汽和 空气之间进行热交换,没有循环水系统。
图1 直接空冷机组原则性汽水系统 一般由大管径排汽管道、空冷凝、风速、风向及强对流气候影响机组运行经
济性。5)背压相对较高,运行经济性较差,机组运行背 压由大直径风机提供的空气与空冷散热器进行对流换热维 持。在我国西北、华北地区,直接空冷系统优化背压一般 为13~15kPa,夏季背压一般控制在32kPa左右。6)噪音 大。直接空冷系统由于采用了机械通风进行冷却,风机转 动将产生低频噪音,需选用低噪声风机、控制风机转速等 措施来降低噪音。且空冷风机群一般布置在40~50m高的 空冷平台内,运行时产生的噪声值较高。7)煤耗、电耗 相对较高。直冷系统背压高于间冷系统,且其厂用电率较 间冷系统高3%左右,故单位千瓦时的标准煤耗和电耗均 高于间冷系统。8)故障率稍高,维修工作量大。直接空 冷系统一般具有上百台轴流风机、齿轮箱和电动机,其故 障率稍高,检修维护工作量大。
表面式凝汽器的间接空冷系统
表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为: 循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热, 冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽,受热后的循环水 由循环水泵送至空冷塔,通过空冷散热器与空气 进行表面换热,循环水被空气冷却后再返回凝汽 器去冷却汽轮机排汽,构成了密闭循环。带表面 式凝汽器的间接空冷系统,与海勒式间接空冷系 统所不同的是冷却水与汽轮机排汽不相混合,进 行表面换热,这样可以满足大容量机组对锅炉给 水水质较高的要求。该系统与常规的湿冷系统基 本相同,不同之处是用空冷塔代替湿冷塔,用不 锈钢凝汽器代替钛管凝汽器,用除盐水代替自然 状态水(例如海水、湖水、江水等),用密闭式循 环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。
等组成;
直接空冷系统
与其它方式的空冷系统相比较具有如下优缺点。 其优点是: (1)冷却效率高。取消了二次换热所需要的冷却水等
中间冷却介质,初始温差大; (2)设备少,系统简单,基建投资较少,占地少; (3)系统空气量调节灵活,冬季运行防冻性能好。可
通过调整风机转速或风机数量来调节进风量,以适应 热负荷及气温的变化并防止空冷器内部结冰。 其缺点是: (1)空冷凝汽器体积比水冷凝汽器体积大的多,庞大 的真空系统容易漏气; (2)大直径的排汽管道加工比较困难; (3)直接空冷大多采用强制通风,因而增加了厂用电 量,同时也增加了噪声源,受环境风影响大
2004年10月华能山西榆社投产了 2×300MW亚临界直接空冷机组,是当时我国
单机容量为最大的直接空冷机组;
2005年4月在山西大同二电厂投产了 2×600MW亚临界直接空冷机组,是当时
我国单机容量为最大的直接空冷机组;
我国空冷机组现状
2008年9月在山西阳城电厂投产了 2×600MW亚临界表凝式间接空冷机组,是当 时我国单机容量为最大的间接空冷机组; 2008年6月在华能河北上安电厂投产了 2×600MW超临界直接空冷机组,是当 时我国参数最高的直接空冷机组; 2010年12月在宁夏华电灵武电厂投产了 2×1000MW超超临界直接空冷机组, 是世界上参数最高、单机容量最大的直接空冷机组。 截止到2015年底,直接空冷机组装机容量达到142795mw,间接空冷机组的总装 机容量达到了近73577 MW,总装机容量达到216372。在建或准备建设的 1000MW超超临界空冷机组超过10台,可以说无论在数量上还是在单机容量上我 国的空冷机组都走在了世界前列。
间接空冷系统
根据凝汽器型式的不同及 所采用冷却介质的不同,间接 空冷系统习惯可分为具有混合 式凝汽器的间接空冷系统(海 勒式间接空冷系统)、具有表 面式凝汽器的间接空冷系统 (哈蒙式间接空冷系统)。
表面式凝汽器的间接空冷系统
表面式间接空冷系统是以水为冷却中间介质, 冷却水在表面式凝汽器、空冷塔内部安置的散热 器、循环水泵及管道组成的基本呈密闭的系统中 循环,它只作为热交换的一种载体,没有蒸发损 失。
我国空冷机组现状
我国空冷技术研究工作开始于上世纪 60年代,1964年由哈尔滨空调机厂、兰洲石 油机械研究所、北京石油设计院共同开发研制的首台空气冷却器装在锦西石油五厂 投入运行。1966年在哈尔滨工业大学试验电站的 50kW机组上,首次进行了直接空 冷系统的试验。1967年在山西侯马电厂 1.5MW机组上进行了直接空冷系统的工业 性试验。20世纪80年代庆阳石化总厂自备电站 3MW机组的直接空冷系统投运。 我国应用的大型空冷技术项目是在20世纪80年代末期,1987年采用引进混凝式间接 空冷系统,同时引进混凝式间接空冷技术的2×200MW混凝式间接空冷机组在山西 大同第二发电厂投产,这为国产化大型空冷机组的运行提供了工程实践经验。我国 从1990年开始了200MW级机组混凝式空冷系统的设计工作。
空冷机组设备制造企业
1.空冷岛制造企业 (国外企业) (1)SPX(斯必克)冷却技术(北京)有限公司 (2)GEA(北京基伊埃)能源技术有限公司 (国内企业) (1)首航艾启威冷却技术(北京)有限公司 (2)哈尔滨空调股份有限公司 (3)双良节能系统股份有限公司 (4)北京龙源冷却技术有限公司 (5)中国大唐集团科技工程有限公司 (6)华电重工装备有限公司 (7)山西申华电站设备有限公司
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