600MW機組空冷系統(tǒng)簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電廠空冷系統(tǒng)簡介圖片： 圖片： 圖片： 圖片： 1 電站空冷系統(tǒng) dW2 2v!    11 空冷系統(tǒng)的單機容量 | TG6-e_    目前國內(nèi)外電站空冷是二大類：一是間接空氣冷卻系統(tǒng)，二是直接空氣冷卻系統(tǒng)。其中間接空氣冷卻系統(tǒng)又分為混合式空氣冷卻系統(tǒng)和表面式空氣冷卻系統(tǒng)。世界上第一臺1500KW直接空冷機組，于1938年在德國一個坑口電站投運，已有60多年的歷史，幾個典型空冷機組是：1958年意大利空冷電站2X36MW機組投運、1968年西班牙160MW電站空冷   機組投運、1978年美國懷俄明州Wodok電站3

2、65MW空冷機組投運、1987年南非Matimba電站6X665MW直接空冷機組投運。當今采用表面式冷凝器間接空冷系統(tǒng)的最大單機容量為南非肯達爾電站6X686MW；采用混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)的最大單機容量為300MW級，目前在伊朗投運的325MW(哈爾濱空調(diào)股份有限公司供貨)運行良好。全世界空冷機組的裝機容量中，直接空冷機組的裝機容量占60，間接空冷機組約占40。 iDx(qdla    12 直接空冷系統(tǒng)的特點+    無論是直接空冷，還是間接空冷電廠，經(jīng)過幾十年的運行實踐，證明均是可*的。但不排除空冷系統(tǒng)在運行中，存在種種原因引發(fā)的問題，如嚴寒、酷

3、暑、大風、系統(tǒng)設(shè)計不夠合理、運行管理不當?shù)取?#C !JQ    這些問題有的已得到解決，從國內(nèi)已投運的200MW空冷機組運行實踐證明了這一點。 9XYm8g'X    從運行電站空冷系統(tǒng)比較，直接空冷系統(tǒng)具有主要特點： +$#<gp"    (1)背壓高； OjAdY 1    (2)由于強制通風的風機，使電耗大； ").NC    (3)強制通風的風機產(chǎn)生噪聲大； F&>&    (4)鋼平臺占地，要比鋼筋混凝土塔為

4、?。?|YvVA    (5)效益要比間接冷卻系統(tǒng)大30左右，散熱面積要比間冷少30左右； cD67QF    (6)造價相比經(jīng)濟。 EPH n"YK  2 直接空冷系統(tǒng)的組成和范圍 akt7rnt?i    21 直接空冷系統(tǒng)的熱力系統(tǒng) lct    直接空冷系統(tǒng)，即汽輪機排汽直接進入空冷凝汽器，其冷凝水由凝結(jié)水泵排入汽輪機組的回熱系統(tǒng)。 .4R.$z4    22 直接空冷系統(tǒng)的組成和范圍 y+5Y.Cw$    自汽輪機低壓缸排汽口至凝結(jié)水泵入口范圍

5、內(nèi)的設(shè)備和管道，主要包括： qe#5;#    (1)汽輪機低壓缸排汽管道； 2Lv_<i|    (2)空冷凝汽器管束； po*8WSl9c    (3)凝結(jié)水系統(tǒng)； YwET.(oo    (4)抽氣系統(tǒng)； 96<oX:#    (5)疏水系統(tǒng)； c?HUW    (6)通風系統(tǒng)； |mQ Fi    (7)直接空冷支撐結(jié)構(gòu)； 3._ ep    (8)自控系統(tǒng)； iOURS    (9)清洗裝置。

6、&d N:F;  3 直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用和特點 d6QrB"J    31排汽管道 H"l4b4)N    對大容量空冷機組，排汽管道直徑比較粗，南非Matimba電站665MW直接空冷機組為2缸4排汽，采用2XDN5000左右直徑管道排汽，目前國內(nèi)幾個空冷電站設(shè)計情況來看，300MW機組排汽管道直徑在DN5000多，600MW機組排汽管道在DN6000左右。 ;z4F-SYQ    排汽管道從汽機房A列引出后，橫向排汽母管布置，目前有兩種方式，一種為低位布置、一種為高位布置。大直徑管道

7、的壁厚優(yōu)化和制造是難點，同時也是影響工程造價的重點之一。 Om0 $6O    32 空冷凝汽器的冷卻裝置 )Wk_|zO-    (1)A一型架構(gòu)： 32.-v  一般雙排管束由鋼管鋼翅片所組成，為防腐表面渡鋅。單排管為鋼管鋁翅片，釬焊在大直徑矩形橢園管上。它上端同蒸汽配管焊接，下端與凝結(jié)水聯(lián)箱聯(lián)結(jié)。每8片或10片構(gòu)成一個散熱單元，每個單元的管束為59.5060.50角組成A一型架構(gòu)。 tfB,?  (2)冷卻元件： _ Ncbo#G    冷卻元件即翅片管，它是空冷系統(tǒng)的核心，其性能直接影響空冷系統(tǒng)的冷卻效果。

8、對翅片管的性能基本要求： U8Y%rFh1    a 良好的傳熱性能；b. 良好的耐溫性能；c. 良好的耐熱沖擊力；d 良好的耐大氣腐蝕能力；e 易于清洗塵垢：f. 足夠的耐壓能力，較低的管內(nèi)壓降：g.較小的空氣側(cè)阻力；h 良好的抗機械振動能力；i. 較低的制造成本。 neI7VbH4    空冷凝汽器冷卻元件，采用園管外繞翅片為多排管，如福哥式冷卻元件。后發(fā)展為大口徑橢園管套矩形翅片為雙排管，近期發(fā)展出大口徑扁管翅片管，又稱之為單排管。應(yīng)當說此三種冷卻元件在直接空冷系統(tǒng)中都得到了成功的應(yīng)用。目前生產(chǎn)鋼制多排管的主要是德國巴   克杜爾(BDT

9、)公司，國內(nèi)生產(chǎn)基地位于張家口市；生產(chǎn)雙排管的主要是德國基伊埃(GEA)公司，國內(nèi)生產(chǎn)基地在太原市捷益公司、哈爾濱空調(diào)股份有限公司；原比利時哈蒙(HAMON)公司生產(chǎn)單排管，國內(nèi)沒有生產(chǎn)線，去年被BDT公司總部購并后，與BDT合并為同一家公司，于今年在天津上了兩條生產(chǎn)線，到目前為至，三種管型均在國內(nèi)有了合資生產(chǎn)線，或獨立生產(chǎn)。 Qs2%    (3) 雙排管的構(gòu)成 q0+PzgP    橢園鋼管鋼翅片，管徑是100X20mm的橢園鋼管，纏繞式套焊矩形翅片，管兩端呈半園，中間呈矩形。首先接受空氣側(cè)的內(nèi)側(cè)管翅片距為4mm，外側(cè)管翅片距為25mm。管距為50m

10、m，根據(jù)散熱面積大小，可以變化管子根數(shù)，多根管數(shù)組成一個管束，每8片或10片管束構(gòu)成一個散熱單元，兩個管束約成60度角構(gòu)成“A”字形結(jié)構(gòu)。   單排管的構(gòu)成：橢園鋼管鋼翅片，管徑是200×20mm，兩端呈半園，中間呈矩形。蛇形翅片，釬焊在橢園鋼管上。 N6y9'LGG    翅片管的下端同收集凝結(jié)水的集水箱聯(lián)結(jié)。集水箱同逆流單元相結(jié)。在逆流單元管根部留有排汽口。 fc9;ZX7    (3) 散熱單元布置 AFz:%m    每臺機組布置成垂直、平行汽機房方向有列、行之分。300MW機組布置6列4行或5行單

11、元數(shù)，單元總數(shù)為24或30；600MW機組布置8列6行、7行或8行單元數(shù)，單元總數(shù)有48、56、64散熱單元。ko結(jié)構(gòu) A>#eyB    散熱單元有順流和逆流單元之分。其順流是指明蒸汽自上而下，凝結(jié)水也是自上而下，當順流單元內(nèi)蒸汽不能完全冷凝，而剩余蒸汽在逆流單元冷凝，在這里蒸汽與冷凝水相反方向流動，即蒸汽由下而上，水自上而下相反方向流動。 *r=hNr    眾所周知，機組運行蒸汽內(nèi)總是有不可凝汽體隨蒸汽運動，設(shè)置逆流單元主要是排除不可凝汽體和在寒冷地區(qū)也可以防凍。 n1f8jS+'    在寒冷地區(qū)，順、逆流單元面

12、積比，約5：1，單元數(shù)相比約25：1。在600MW機組的散熱器每列是2組逆流單元，而在300MW機組的散熱器每列是1組逆流單元。每臺機組順、逆流單元散熱面積之和，為散熱總面積。這面積為渡夏要求有一定裕量，因為管束翅片上實際污染要比試驗值大、大風地區(qū)瞬間風速高于40ms、管束機械加工質(zhì)量缺陷，尤其電廠投產(chǎn)后溫度場變化，其溫度要比氣象站所測溫度高出20C以上，豐鎮(zhèn)間冷是30C。這些問題應(yīng)引起重視。 H |5fp*    33抽氣系統(tǒng)txC<:    在逆流單元管束的上端裝置排氣口，與設(shè)置的抽汽泵相聯(lián)。抽氣泵是抽氣，分運行和啟動，啟動抽氣時間短，300M

13、W機組的系統(tǒng)容積大約5300m3，抽氣同時在降背壓，使之接近運行背壓。時間約40分鐘。p|Zv H    在抽氣時注意，蒸汽和不凝氣體的分壓力，抽氣不可抽出蒸汽。抽氣系統(tǒng)也是保證系統(tǒng)背壓的。 !7N:cx'Qy    34凝結(jié)水系統(tǒng) U4!bW    冷卻單元下端集水箱，從翅片管束收集的凝結(jié)水自流至平臺地面或以下的熱井，通過凝結(jié)泵再將凝結(jié)水送往凝結(jié)水箱并送回熱力系統(tǒng)。 mxv ?PP    35 通風系統(tǒng) T Dh)Ms    直接空冷系統(tǒng)散熱目前均采用強制通風，大型空冷機組宜采用大直徑

14、軸流風機，風可為單速、雙速、變頻調(diào)速三種。根據(jù)工程條件可選擇任一種或幾種優(yōu)化組合方案。就目前國內(nèi)外設(shè)計和運行經(jīng)驗，在寒冷地區(qū)或晝夜溫差變化較大的地區(qū)，采用變頻調(diào)速使風機有利于   變工況運行，同時也可降低廠用電耗。為減少風機臺數(shù)，通常采用大直徑軸流風機，直徑達914m、1036m；減速齒輪箱易發(fā)生漏油和磨損，目前以采用進口設(shè)備比較安全；變頻調(diào)速器國內(nèi)已有合資公司，比進口設(shè)備造價有較大幅度的降低；為降低噪音，風機葉片的選型很重要，葉片材質(zhì)為玻璃鋼，耐久性強，不宜破損。近年來，國內(nèi)直接空冷電站對風機所產(chǎn)生的噪音日益嚴格，按照環(huán)保標準工業(yè)區(qū)三類標準要求在距空冷凝汽器平臺150m處的風機噪音

15、聲壓水平，白天不得超過65dB(A)，夜間不得超過55dB(A)，風機選型一般是低噪音或超低噪音風機。此類風機國內(nèi)目前生產(chǎn)水平難以滿足噪音標準要求，通常采用的進口風機有意大利COFIMCO公司和波蘭HOWDEN公司生產(chǎn)的軸流風機在直接空冷系直接空冷系統(tǒng)的運行受環(huán)境在溫度、機組負荷等因素變化影響較敏感，并且變化頻次也較多，自控系統(tǒng)對空冷凝汽器的安全、經(jīng)濟運為達到上述三項任務(wù)，必須對空氣流量和蒸汽流量進行控制。為散熱器單元都要裝配清洗泵，用以翅片管上的污垢，如大風產(chǎn)生的雜物、平時積累的灰塵等。清洗有高壓空氣或高壓水，后者優(yōu)于前者，高壓水泵的壓力在130ram(大氣壓)，每小時10噸。一般每年清支撐

16、結(jié)構(gòu)是直接空冷裝置的主要承重設(shè)備，上部為鋼桁架結(jié)構(gòu)，下部為鋼筋混凝土支柱和基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)體系龐大，受各種荷載作用復雜。國外對此已經(jīng)有了成熟的設(shè)計制造經(jīng)驗，同國際先進水平相比，國內(nèi)目前針對大型直接空冷機組支撐結(jié)構(gòu)方面的研究工作較晚，對支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計及力學計算屬于需要開發(fā)。目前國內(nèi)在建的幾個空冷電站支撐結(jié)構(gòu)鋼桁架均由國外公司設(shè)計完成。 "<B  4 直接空冷系統(tǒng)有待研究的幾個問題_S_,rTf&    直接空冷系統(tǒng)在國內(nèi)處于起步階段，在設(shè)計和運行上均缺乏更多經(jīng)驗，電廠業(yè)主關(guān)注的不僅是空冷系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的經(jīng)濟性，更關(guān)心的是空冷系統(tǒng)的安全性，所謂安全性主要

17、包括兩個方面：一是夏季高溫能否保證設(shè)計考核點的滿發(fā)，二是在冬季低溫條件下能否有效防凍。   為此，在直接空冷系統(tǒng)設(shè)計和運行過程中有必要研究和總結(jié)以下幾方面的課題： k=9R.    41 大風影響 B)qQn    直接空冷系統(tǒng)受不同風向和不同風速影響比較敏感，特別是風速超過30ms以上時，對空冷系統(tǒng)散熱效果就有一定影響，特別是當風速達到60/s以上時，不同的風向會對空冷系統(tǒng)形成熱回流，甚至降低風機效率。為了使大風的影響降低到最低限度，設(shè)計上必須研   究夏季高溫時段，某一風速出現(xiàn)最大頻率的風向，在設(shè)計布置時應(yīng)避開，甚至適當拉大與A列

18、的距離。在運行期間通過氣象觀測收集有關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)電廠發(fā)電負荷的變化進行總結(jié)，工程實施前進行必要的物?；驍?shù)模試驗，以指導設(shè)計和今后運行采集的數(shù)據(jù)進行對比總結(jié)。 N XB8u6    42 熱風再回流 4K cEJlK5    電廠運行時，冷空氣通過散熱器排出的熱氣上升，呈現(xiàn)羽流狀況。當大風從爐后吹向平臺散熱器，風速度超出8ms，羽流狀況要被破壞而出現(xiàn)熱風再回流。熱氣上升氣流被爐后來風壓下至鋼平臺以下，這樣的熱風又被風機吸入，形式熱風再循環(huán)。甚至最邊一行風機出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動。在工程上是增設(shè)擋風墻來克服熱風再循環(huán)，擋風墻高度要通過設(shè)計而確定。 w5Fk#zJv &

19、#160;  43 平臺高度 PTHxvml    支撐結(jié)構(gòu)平臺高度與電廠總體規(guī)劃、空冷系統(tǒng)自身的要求綜合考慮。平臺高度的確定原則是使平臺下部有足夠的空間，以利空氣能順利地流向風機。平臺越高，對進風越有利，但增加工程造價。如何合理確定平臺高度，目前沒有完善的理論公式，各家只有習慣的經(jīng)驗設(shè)   算，解決此問題的途徑是根據(jù)多家經(jīng)驗，通過不同條件的模型計算和現(xiàn)場運行期間的測試，研究總結(jié)出一個較理想的計算方法。 WA-Jv    44 防凍保護 m03dL(    直接空冷系統(tǒng)的防凍是影響電廠安全運行的一個重要問題，從國外

20、設(shè)計和運行經(jīng)驗有許多措施來保證防凍是有效的。 Kmx4bp4    a 設(shè)計上采用合理的順流與逆流面積比，即KD結(jié)構(gòu)。對嚴寒地區(qū)“KD”取小值，對炎熱地區(qū)取大值。 9#,2pJr    b. 加設(shè)擋風墻，預(yù)防大風的襲擊。 gZH7    c 采用能逆轉(zhuǎn)風機，以形成內(nèi)部熱風循環(huán)。 )4fQ)    d 正確計算汽機排汽壓力與環(huán)境氣溫的關(guān)系，以確定風機合理運行方式。KzO$T    e 先停順流單元風機，后停逆流單元風機。 v+>qY<q    f. 嚴格控制凝結(jié)水的

21、過冷度。 $S>bcsAy    g 嚴格控制逆流管束出口溫度，及時調(diào)節(jié)逆流風機的運行時數(shù)。以上是設(shè)計和運行兩方面對防凍保護的一些措施，如何應(yīng)用合理得當，仍要在設(shè)計和現(xiàn)場根據(jù)不同的工程條件進行必要的研究和總結(jié)。 f5M;q;  |) cJ  5 空冷汽輪機的運行工況 -Sh&x    5.1 空冷汽輪機的運行工況 h$sOJs6h    a TRL工況一能力工況 gT+wn-3    b. TMCR工況一最大連續(xù)工況  c VWO工況一閥門全開工況 H;<>uE Lie    d THA工況一額定工況 Is6VLbB    e 阻塞背壓。 V=fh;p    52 空冷機組的匹配關(guān)系    (1)鍋爐容量與汽機VWO工況進汽量相匹配； B#IUSHC    (2)發(fā)電機最大連續(xù)功率與機組相匹配；