空冷岛概述[1]-2解析课件

空冷系统空冷系统 定义及作用定义及作用 直接空冷系统，又称为空气冷却系统，它是一种以节水为直接空冷系统，又称为空气冷却系统，它是一种以节水为目的的火电厂冷却技术，是一种以空气取代水为冷却介质的冷目的的火电厂冷却技术，是一种以空气取代水为冷却介质的冷却方式，是指汽轮机的排汽直接进入空冷凝汽器用空气来冷凝，却方式，是指汽轮机的排汽直接进入空冷凝汽器用空气来冷凝，空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式供应，其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。供应，其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。采用空采用空冷系统的汽轮发电机组简称空冷机组。冷系统的汽轮发电机组简称空冷机组。空冷凝汽设备的作用有两个：空冷凝汽设备的作用有两个：（1 1）在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。）在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。（2 2）回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分）回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分空冷系统分类空冷系统分类:v空气冷却系统采用工艺流程的不同，而又将空气冷却系统分成三种:v1、直接空气冷却系统简称 ACC 系统。（AirCooledCondenser）v2、采用喷射式（混合式）凝汽器的空冷系统又称海勒式（HL）间接冷却系统。v3、采用表面式凝汽器的间接空冷系统。又称哈蒙式间接空冷系统 空气冷却方式与水冷却方式优缺点的比较：A：空气冷却优于水冷却：空气冷却的优点：1、空气可以免费取得 2、采用空冷，厂址选择不受限制3、由于空冷器空气侧压力降为 100200Pa 左右，所以运行费用低。4、空气腐蚀性低，不需要采取任何清垢的措施 5、空冷系统的维护费用一般为水冷却系统的 2030%水冷却的缺点：1、冷却水一般难于取得，即使可以取得也必须设置各种泵站和各种管线。2、特别是大厂的厂址取决于水源条件3、水有腐蚀和水垢，需进行清理 4、水的运行费用高，循环泵的压头高 5、在水冷器中，某些生物能附着在换热器表面上，需要停下设备清除，增加了维护费用B：水冷却优于空气冷却：水冷却的优点：1、水冷却能将工艺流体冷却到接近环境湿球温度 2、水冷却器结构紧凑，冷却面积比空冷器要小得多。3、水冷却对环境气温的变化不敏感。4、水冷器可以放在其它设备之间。5、一般的管壳式换热器即可满足要求。空气冷却的缺点：1、由于空气比热小，且冷却效果取决于空气的干球温度，不能将流体冷却到环境气温。2、空气侧换热系数低，空气比热小，所以空冷器需用较大的面积。3、空冷器性能受环境气温、雨雪、大风的影响。4、空冷器不能靠近大的建筑物，以免形成热风再循环。5、空冷器要求采用特殊制造的翅片管 干球温度普通温度计所测得的空气温度。(设计干球温度：16.3,夏季满发干球温度:38.3)湿球温度温度计感温球上包着一层经常湿润的棉纱，置于风速5.0 m/s的气流中，所测得的空气温度。空冷机组冷源的极限温度为大气干球温度，湿冷机组冷源的极限温度为湿球温度，冷源温度高直接影响汽机的排汽温度及背压，因此空冷电站热效率低、煤耗高，但节水显著，两者运行费用基本相抵消国内电站空冷系统供应商现状：v1、美国SPX（斯必克）公司在中国空冷市场上的占有率约35%，在天津、张家口分别设有两个独资管束生产中v2、德国GEA（基伊埃）公司德国GEA公司系空冷技术的创始人，其技术一直处于世界领先地位，在世界空冷市场上的占有率超过60%，在中国空冷市场上的占有率约35%。v3、首航艾启威冷却技术有限公司。首航艾启威冷却技术(北京)有限公司是由北京首航波纹管制造有限公司和瑞士IHW联合设计集团共同投资的中外合资企业。v4、北京龙源冷却技术有限公司、哈尔滨空调股份有限公司等。空冷系统主要设计参数：v最低及最高环境温度：28.9至43.2v平均环境温度：+10v夏季平均温度：+26.6v冬季平均温度：10.4v平均环境大气压力：930.0hPav平均相对湿度为：44%v平均降雨量：38.6mmv平均风速2.0m/sv最大设计风速：31m/sv全年盛行风向：东北v夏/冬主要风向：东北/东北n 空冷岛平台紧靠主厂房A排外，以单元群形式成矩阵布置，每台机组共30个单元划分为5行、6列，全钢结构。砼柱顶标高33.8m，平台顶部标高为35.00m，蒸汽分配管中心标高47.53m，平面尺寸，73.5m X 62.81m,安装在9根混凝土柱子上，平台钢桁架连接而成，采用大六角高强螺栓连接。(螺栓强度等级10.9S）.n 每个冷却单元由12个冷却翅片管束组成，管束安装在平台导向槽上。散热管束分为顺流管束和逆流管束，逆流管束上部为不凝汽抽出点。n 每列60个管束，其中顺流52个，逆流8个。管束下方布置有风机环、风机桥架及其上安装的变频电机、减速机、轮毂、风叶等设备。空冷凝汽器主吊机械为250T履带吊。电厂配有两台排汽冷凝汽轮机。将每台汽轮机排汽管道连接到一套单独的空冷冷凝器(ACC)装置 v每套空冷冷凝器装置主要包括下列项目:主排汽管道与蒸汽分配管包括:主管道和分流器、到每个凝汽器列的蒸汽分配管、6个冷凝器列（每个冷凝器列有5个带翅片管换热器冷凝器单元;每列有3个纯顺流和2个混合顺流和逆流单元;）5套通风系统(用于每个单元),包括风机、变速箱和电气驱动;冷凝水收集系统抽真空系统包括：包括3x100%水环真空泵;高压水清洗系统包括：1 x 100%喷水泵、每个凝汽器列侧的清洗装置、清洗喷嘴单元、就地控制器提升钢平台包括：周围挡风墙、楼梯塔入口、电梯入口钢筋混凝土基础和平台支柱排气管道、蒸汽分配管及歧管 管径变化真空度低，会造成如下情况：1 1、真空漏入空气，增加凝结水含氧量，在排气装置除氧及除氧器除氧过程中就会消耗更多的能量，增加煤耗。凝结水中的含氧量也越多，从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。2、当蒸汽在冷凝过程中出现不凝结气体，凝结水液膜热阻将不再是主要的传热热阻。此时管内换热表面被一层气膜覆盖，气膜具有更高的传热热阻。此外，随着不凝结气体和蒸汽的混合汽体的过冷和不凝结气体比例的增大，凝汽器逆流单元的传热热阻增大。3、不凝气体的焓值较低，当气温下降到一定极限时，极易造成空气冷 凝器管束内冻结现象的发生。4、漏真空后，空气进入凝汽器产生气阻，导致汽轮机背压升高，（汽轮机排气背压设计为15kPa（TMCR/THA工况）汽轮机有相对应背压裕量，超过这个裕量（低压缸排气温度升高，腐蚀汽轮机末级叶片，造成低压缸缸体变形）造成机组降负荷，严重时机组跳闸。空冷严密性试验 给所有的安装焊缝和法兰连接涂肥皂。为进行泄漏试验，必须在管道的各个点放置盲板，例如在汽轮机的前面，在安全阀的前面,在防爆膜的前面，在泵的前面等。在排气管道安装完成后必须进行空冷凝汽器严密性试验根据设备厂家图纸设计要求及中华人民共和国电力行业标准火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法DL/T 552-95中规定的标准进行验收。空冷岛查漏主要有三个方法 一、是运行中采用氦质谱检漏仪圈定范围，然后用风冷系统漏一、是运行中采用氦质谱检漏仪圈定范围，然后用风冷系统漏泄监测仪确定具体的泄漏点，有一定效果泄监测仪确定具体的泄漏点，有一定效果；二、是运行中采取单列隔离办法，判定隔离列是否存在泄漏，二、是运行中采取单列隔离办法，判定隔离列是否存在泄漏，这种方法一方面会影响负荷，另一方面如果泄漏点较小还不这种方法一方面会影响负荷，另一方面如果泄漏点较小还不便于判断，因此采用较少；便于判断，因此采用较少；三、是利用机组停机机会进行空冷岛各排单独打压查漏，这个三、是利用机组停机机会进行空冷岛各排单独打压查漏，这个方法是目前效果最好的办法。方法是目前效果最好的办法。但目前还存在排汽管道部分查漏困难的问题，排汽管道从但目前还存在排汽管道部分查漏困难的问题，排汽管道从0m一直到一直到47m，垂直落差大，下方又是变压器和高压母线，垂直落差大，下方又是变压器和高压母线，一旦存在泄漏，查找的确困难一旦存在泄漏，查找的确困难。冷凝器：每个冷却单元由12个冷却翅片管束组成，管束安装在平台导向槽上。散热管束分为顺流管束和逆流管束，逆流管束上部为不凝汽抽出点。每列60个管束，其中顺流52个，逆流8个。对空冷器材采用顺流管束和凝流管束串联的方法，称之为K/D结构，直接空冷凝汽器采用适当的顺逆流比例配置，在环境温度较低或低负荷工况下，能有效地防止蒸汽过冷却以及凝结水结冰，避免空冷凝汽器冻结，在寒冷地区，一般为 6:4或7:3。新疆哈密大南湖电厂顺逆流比例为6:4，空冷凝汽器的这种组成方式有效地提高了冷凝器的防冻性能 管束结构翅片管的选择翅片管是空冷器的核心和关键部件它的性能直接影响空冷器的性能和作用。对翅片管的基本要求如下：v良好的传热性能。v良好的耐温性能。v良好的耐大气的腐蚀性能。v良好的耐热冲击力。v易于清理尘垢。v较低的制造费用。v足够的管内耐压能力，较低的管内压降。v较小的空气侧阻力。v良好的抗机械振动性能。v易于取得的金属材料顺、逆流单元流动图解顺流单元工作原理:1.正常运行时，顺流列管内自上而下凝结水量逐渐增加，而蒸汽量逐渐减少；逆流单元工作原理:2.在逆流列管内，自下而上，蒸汽量依次减少，空气量逐渐增加 液泛液泛在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，气体从下往上流动。当气体的流速增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液泛。产生液泛时的气体速度或连续相速度称为液泛速度。对于空冷凝汽器来说，当液泛现象出现时，流动压降显著增加，且不利于凝结水的排除。选用单排管且夹角60的原因：1、经济性显著优越（硬件费用低，风机耗电量少）2、技术方案更好（占地面积小，容易清洗-污垢少-冻结风险小，防腐抵抗力高）。3、液泛汽体速度与基管高度的平方根成正比,基管高度越高，液泛汽体速度越大，因此单排管换热管束蒸汽设计流速可高于双排管、三排管。以防止液泛发生的角度，单排管显然具有明显优势。4、逆流管束与水平面的夹角在60-70度之间液泛汽体速度最大。热风回流减少热风再循环的措施有：（1）在空冷平台周围设置挡风墙。（2）在不同的空冷凝汽器单元之间设置分隔墙（3）降低空冷平台下面进风口的空气流速，减少负压区。（4）采用喷雾加湿系统。其主要原理是高气温时段在空冷凝汽器迎风面喷雾除盐水，一部分与翅片管束进行热交换，水雾在管束表面升温后蒸发，利用汽化潜热吸收了热量；另一部分雾化后的小水滴与环境空气直接换热，降低了环境温度，增大了传热温差，强化了传热效果。通风系统 通风系统包括扇叶、低压交流变频电机、减速机、桥架等。轴流风机的作用就是强制空气从空冷底部流向空冷管束。对空冷来说并不是转的越快效率越高，在机组负荷较低的情况下，就会存在一个最佳转速，而不是风机全速运行经济性最好。空冷机组还存在阻塞背压阻塞背压的问题，一般来说，汽轮机背压降低，相同发电量下汽机的进汽量就可减少，但这有个极限值，这个值就是汽轮机阻塞背压(7.3KPa)，汽轮机背压降低到比阻塞背压还低后，降低背压的结果是相同发电量下汽机的进汽量反而要增加。阻塞背压高的机组，在冬季水温低时可能汽机背压会低于汽轮机阻塞背压，造成热耗增加。抽真空系统 水环真空泵 大南湖电厂每台空冷机组设置3台水环真空泵平台的吊装v特别注意在地面进行钢结构组合时，必须有标准的组合平台。高强螺栓的紧固必须达到图纸规定的设计要求，经检查合格后再进行吊装。钢平台吊装结束后注意事项一、保证平台的水平度、一、保证平台的水平度、直线度、以及高强螺栓直线度、以及高强螺栓 的扭矩，符合图纸设计的扭矩，符合图纸设计 要求。要求。二、保证钢平台的安装长二、保证钢平台的安装长 宽跨距尺寸。宽跨距尺寸。三、在各项指标都符合设三、在各项指标都符合设 计要求后，进行空冷平计要求后，进行空冷平 台的二次灌浆。台的二次灌浆。四、灌浆结束后才能进行四、灌浆结束后才能进行 平台上部结构的安装。平台上部结构的安装。A型架的安装吊装吊装A型架时保证钢平台型架时保证钢平台螺栓孔的直线度，及水平螺栓孔的直线度，及水平度。度。直接空冷系统流程蒸汽回热循环流程v排出蒸汽排出蒸汽 主排汽管路主排汽管路 立管立管 分分配岐管配岐管 顺流管束顺流管束(80%)(80%)逆流管束逆流管束 (20%)(20%)冷冷凝水收凝水收集管集管 排汽装置水箱排汽装置水箱 凝结水泵凝结水泵 低低压加热器压加热器 除氧器除氧器 给水泵给水泵 高压加热器高压加热器 锅炉汽包锅炉汽包注意事项v6.注意事项 （1）.良好的气密性 （2）.良好的真空状态 （3）.系统存在严重泄漏 （4）.真空泵效率低 泄漏的危害性:v泄漏使系统内存在大量的空气和氧气,危害锅炉v空气增加蒸汽系统的气阻,降低蒸汽流速v空气在系统内的不均匀分配,导致管束受热不均匀.热胀冷缩,造成管束变形,甚至开焊.v空气进入逆流管束后,低温时,在管束内侧结霜,减少抽空管道直径,导致抽真空的效率降低,背压升高v空气进入顺流管束后,低温时,在管束内容易造成结冰,导致管束破裂v空气占用蒸汽空间,减少有效换热面积,降低空冷散热性能。完完 谢谢！