火电厂空冷凝汽器培训

空冷凝汽器1什么是火电站空冷发电技术？火电站空冷发电技术是指：使用空冷凝汽系统而不是水冷凝汽系统来作为火力发电厂蒸汽轮机的冷端，将在蒸汽轮机低压缸内做工后的乏汽冷凝成为凝结水，从而完成一个做工循环而进入下一个做工循环。中国首个大型直接空冷发电项目－山西云岗发电有限公司2x200MW(北京大唐控股)*2为什么要使用空冷发电技术？一般来讲，火力发电厂经常使用湿式冷却塔来冷却废热，其中效率最高的莫过于使用河水或海水的开式循环冷却。当限于自然和环保条件而无法使用开式冷却时，可使用湿式冷却塔进行闭式循环冷却（即常见的双曲面冷却塔），但效率略低，而且在运行中要不停补充大量的冷却水。传统的湿式冷却技术在条件允许的情况下得到了广泛应用，但当水源缺乏、空间有限或存在其它限制时（富煤少水），就不能够使用，于是空气冷却凝汽技术，尤其是直接空冷凝汽技术，便应运而生。*3空冷机组技术指标序号电厂名称空冷机组的技术经济指标机组容量风机群总功率风机功率占机组额定功率的百分比年均供电煤耗发电装机取水量(方/秒/GW)空冷机组全厂热效率与同容量湿冷机组相比年节水率%年节水量吨/年/台增加供电煤耗百分比1宝日希勒发电600338.30.15540.332陕西国华锦界6.161332.60.464080500万3大唐云冈热电2002.161.080.4770.14.3754国电大同6005.0271.2323430.16139.63756.35内蒙托克托5.040.84352.50.1837.869745万8.16山西保德1351.20.88351.40.16535781705867鄂尔多斯6004.3990.733060．12840.984944万28青山3003.31.1347.438.9*4空冷汽轮机空冷技术在循环冷端，通过改变低压缸的设计，以增加能源消耗的代价来节约水资源。空冷汽轮机的设计背压是湿冷汽轮机的2～3倍，损失了约5～8%的有效焓降，机组的热效率降低了3～5%，排汽容积流量约为湿冷机组的1/2~1/3。在同样功率下，新汽流量增加了3～5%*5空冷汽轮机末级叶片容积流量小，末级叶片短为适应高背压以及背压变化敏感的特点，应提高叶片级的根部反动度。背压变化大排汽容积变化大要求低压缸长叶片具有良好的变工况运行性能。小流量高背压工况和大流量低背压工况*6空冷系统分类表面式凝汽器间接空冷——哈蒙式混合式凝汽器间接空冷——海勒式直接空冷*7间接空冷——海勒系统*8调压水轮机的功能调整水轮机导叶开度来调整混合式凝汽器喷嘴前的水压，使水和蒸汽充分接触回收能量，减少冷却水循环的功率消耗*9海勒系统缺点设备多系统复杂防冻性能差初投资较高*10间接空空冷——哈蒙系系统*11哈蒙系系统缺缺点空冷基基建投投资大大空冷设设施占占地面面积大大两次换换热都都是表表面式式换热热，效效率低低*12*13*14直接空空冷系系统*15直接空空冷发发电技技术直接空空冷发发电技技术是是目前前空冷冷发电电技术术中最最主要要的一一种，，其工工作原原理为为：将将在蒸蒸汽轮轮机低低压缸缸内做做工后后的乏乏汽从从汽轮轮机尾尾部引引入大大口径径蒸汽汽管道道，输输送至至汽轮轮机房房A列外的的空冷冷平台台上，，进而而经由由配汽汽管送送至数数量众众多的的翅片片管换换热管管束内内；空空气流流在大大直径径轴流流风机机的驱驱动下下，穿穿过翅翅片管管束的的翅片片间隙隙，从从而将将翅片片管束束内的的蒸汽汽冷凝凝为凝凝结水水，使使其在在重力力作用用下回回流至至凝结结水箱箱，进进入下下一个个做工工循环环。*16直接空空冷与与间接接空冷冷的比比较冷却系统直接空冷间接空冷混合式凝汽器表面式凝汽器运行效果良好适合负荷不宜带尖峰负荷可带尖峰负荷不宜带尖峰负荷防冻经验－43℃有一定防冻经验热风再循环有无厂用电风机耗发电功率的1.6％泵耗发电功率的0.3%占地面积（平米/MW）～1540～60散热面积11.3～1.4投资11.5*17不同冷冷却方方式投投资比比较湿冷：：直接接空冷冷：间间接空空冷＝＝2：3：5配套500MW机组冷却系统厂址德里赫尔辛基马德拉斯自然通风湿式冷却10.91.1直接空冷1.61.251.6自然通风间接冷却2.4522.5*18空冷技技术在在我国国应用用1987年，山山西大大同第第二发发电厂厂，200MW，海勒勒；八五期期间，，太原原第二二热电电厂，，200MW，哈蒙蒙1992年，内内蒙古古丰镇镇电厂厂，4×200MW，海勒勒2000年后，，直接接空冷冷2003，首台台大容容量，，大同同平旺旺电厂厂，200MW2004，山西西漳山山电厂厂，2×300MW2004，山西西华能能榆社社电厂厂，2×300MW2005，大同同第二二发电电厂，，2×600MW*19直接空空冷系系统相相对于于间接接空冷冷系统统的优优点相对于间接接空冷系统统等其它类类型的空冷冷发电技术术，直接空空冷系统具具有以下突突出优点：：无冷却塔，，占地少，，布置灵活活，土建工工作量小系统结构简简单明晰系统运行简简便、自动动化程度高高，可操控控性好，机机组系统控控制响应快快可靠性高，，运行维护护工作量小小冬季运行防防冻性能好好*20直接空冷和和水冷发电电技术的主要区别别？直接空冷凝凝汽发电技技术使用空气作作为最终冷冷却介质无敞开式的的蒸汽/水水同空气间间的换热过过程，无水水份蒸发/漂移损失失，避免工工作用水的的水质污染染取消冷却塔塔，可节省省土建投资资和占地，，布置灵活活性高换热效率相相对较低，，夏季汽机机背压略高高在寒冷地区区冬季运行行经济性较较好冷却系统可可控性很强强水冷凝汽技技术使用水作为为最终冷却却介质存在敞开式式蒸汽/水水同同空气气间的换热热过程，一一台60万万常规水冷冷塔机组每每小时蒸发发/漂移损损失水份达达上千吨，，年耗水达达1040万吨，并并且存在工工作用水的的水质污染染除极个别具具备自然条条件的厂外外，均需要要冷却塔或或冷水池，，布置灵活活性小，土土建工作量量和占地较较大换热效率相相对较高，，冬、夏季季汽机背压压差异小夏季厂用电电较低*21直接空冷分分类按结构形式式分类顺流式、逆逆流式、顺顺逆流联合合式按冷却空气气提供方式式分自然通风、、强制通风风按管束翅片片管排数分分单排管、多多排管按管子材质质与形状分分*22按结构形式式分类顺流式凝结水与蒸汽流动方向相同液膜薄，传热效果好，汽阻小易过冷，除氧效果差，翅片管腐蚀，易冰冻逆流式过冷度小，不易冰冻水膜厚，传热差，汽阻大联合式以顺流为主，逆流为辅既提高传热性能，又可防冰冻*23按空气提供供方式自然通风自然通风冷却塔尺寸太大占地面积大，基建投资大强制通风占地面积小，投资小冷却风量易于控制300MW级别的散热面积、风机台数以及噪音水平已经达到最佳状态*24GEA单压双级式式直接空冷冷凝汽系统统使用空冷凝凝汽器的直直接空冷发发电技术GEA上世纪的专专利设计－－－单压双双级式空冷冷凝汽系统统，如今已已成为业界界标准在真空状态态下运行设计承压1,5bar以上设计温度120°°C*25*26立管阀立管阀红色是蒸汽汽,蒸汽中的空空气成分比比例逐步增增加,到逆流管束束顶部,全部变成空空气背压测点抽空温度测测点凝结水温度度测点旁路阀*27空冷流程示示意图CROSSSECTIONSECONDARYBUNDLECROSSSECTIONPRIMARYBUNDLEFANFAN顺流逆流STEAM/蒸汽STEAMBY-PASS蒸汽旁路DUCTDRAIN/管道疏水FAN顺流FAN顺流ATMSTEAMFLOW/蒸汽流向10/93VACUUMPUMPS真空泵TURBINEEXHAUSTBOXCONDENS.TANKDEAERATORCONDENSATE凝结水TOMAINCONDENSATEPUMPS/到凝结水泵顺流剖面图图逆流剖面图图图例:蒸汽汽空气气凝结水水压力测点凝结水温度度测点抽空温度测测点抽空旁路阀阀*28*29原理图:直直接空气气冷凝器(机械强强制通风)风扇联箱/凝结结水收集排汽和配汽汽汽管道蒸汽/凝结结水冷却空气换热管束*30主凝汽器：：顺流分凝汽器：：逆流，空空气冷却区区管束布置*31单排管优势势管束两侧换热面积充分利用，总换热面积减小，总造价和工期缩短空气流动阻力减小，电耗下降，运行费用下降管束内不凝结气体不易积聚，过冷度小，不易冰冻总质量小，钢架轻，节省投资容易清洗*32蒸汽在双排排管中的冷冷凝过程*33此处为过冷冷区，低温温下易冰冻冻第一排管冷冷却能力强强，蒸汽流流量大，阻阻力大，第第二排管出出口压力大大于第一排排管子出口口压力，导导致第二排排管出口空空气倒流至至第一排管管内。GEA的两种换热热管束产品品－双排和和单排翅片片管换热系系统双排管设计计热浸镀锌钢钢芯钢翅片片管单排管设计计大管径钢芯芯铝翅片系系统A–Tube双排管系统统ALEX单排管系统统*34*35*36*37*38*39*40*41*42*43*44*45防止冰冻的的技术措施施确定最小防冻流量，考虑热偏差的影响确定最小防冻热负荷风机自动调节，根据背压、过冷度来调节采用单排管束采用大直径椭圆管束，椭圆管冰冻时变成圆管，可防止对设备的破坏，设置挡风墙设置阀门，实现分区