间接空冷介绍

循环水间接空冷系统介绍发电部晁俊凯主要内容一、汽轮机排汽冷却方式介绍二、水冷与空冷及间接空冷与直接空冷机组的特点三、宁夏京能宁东发电有限责任公司间接空冷系统介绍四、间接空冷系统运行概述（一）水冷却水冷是目前国内应用最为广泛的汽轮机循环冷却方式。水冷机组通过循环流动的冷却水冷却汽轮机排汽，吸热后的循环水通过循环水泵打至水塔一定高度，循环水在下落至水塔下部水池的过程中与空气直接接触逆流换热，同时在换热过程中带走大量水蒸汽，从而达到冷却循环水的目的。被冷却后的循环水继续被送到凝汽器冷却排汽。循环水塔池需通过不断补充循环水以补偿空气与循环水直接接触换热被带走的水蒸汽。一、汽轮机排汽冷却方式介绍（二）直接空冷系统电厂直接空冷系统是汽轮机的排汽直接用空气冷却，汽机排出的饱和蒸汽经排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中，冷凝后的凝结水，经凝结水泵升压后送至汽机回热系统，最后送至锅炉。电厂直接空冷系统主要包括以下系统:空冷凝汽器(ACC，Aircooledcondenser)，空气供给系统、汽轮机排汽管道系统、抽真空系统、空冷凝汽器清洗系统、空冷凝汽器平台及土建支撑。蒸汽从汽轮机出来，经过蒸汽管道流向空冷凝汽器，由蒸汽分配管道向空冷冷凝器分配蒸汽。目前直接空冷凝汽器大多采用矩形翅片椭圆管芯的双排、三排管和大口径蛇形翅片的单排管。空冷凝汽器由顺流管束和逆流管束两部分组成。顺流管束是冷凝蒸汽的主要部分，可冷凝75%一80%的蒸汽，在顺流管束中，蒸汽和凝结水是同方向移动的。设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区、冬季形成冻结的情况，在逆流管束中，气体和凝结水是反方向移动的。冷凝所需要的冷空气由轴流冷却风机从大气中吸入，并吹入换热器翅片。风机采用变频控制，系统可通过控制启停风机台数和对风机转速进行调整来控制进风量，能灵活的适应机组变工况运行，并且起到很好的防冻作用。（二）间接空冷系统间接空冷系统又分为带混合式凝汽器(海勒式)和带表面式凝汽器(哈蒙式)的两种系统。1、混合式间接空冷系统(海勒式)混合式间接空冷系统工艺流程是汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的混合式凝汽器内与喷射成水膜的循环水直接接触冷却，混合的冷凝水一小部分经精处理后送至回热系统，其余的经循环水泵升压后回至室外的空冷塔，进入安装在塔底部的表面式空冷凝汽器内与空气进行表面式换热冷却，冷却后的循环水通过水轮机或节流阀调压后回至混合式凝汽器循环使用。2、表面式间接空冷系统(哈蒙式)表面式间接空冷系统与常规湿冷系统基本相同，不同的是空冷塔代替湿冷塔。工艺流程为汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的表面式凝汽器内，经与循环水换热后，由凝结水泵升压回至回热系统，换热后的循环水回至安装在室外空冷塔内的表面散热器内，与空气换热后经循环水泵升压，送回至汽机房内的表面式凝汽器循环使用。该系统由表面式凝汽器与空冷塔构成。与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用表面式对流换热的空冷塔代替混合式蒸发冷却换热的湿冷塔，通常用不锈钢管凝汽器代替铜管凝汽器，用碱性除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替开敞式循环冷却水系统。该系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。（一）直接空冷系统的优缺点其优点有：⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。⑵设备少，系统简单，占地面积少，系统的调节较灵活。其缺点有：⑴真空系统庞大在系统出现泄漏时不易查找漏点，易造成除氧器、凝结水溶氧超标。⑵采取强制通风，厂用电量增加。⑶采用大直径轴流风机噪声在85分贝左右，噪声大。⑷受环境风影响大。-二、间接空冷与直接空冷机组的特点（二）间接空冷系统的优缺点其优点有：⑴设备较少，系统较简单。⑵冷却水系统与凝结水系统分开，水质按各自标准处理，冷却系统采用除盐水，且闭式运行，基本杜绝凝汽器管束内结垢堵塞情况，大大提高换热效率。⑶循环水系统处于密闭状态，循环水泵扬程低，消耗功率少，厂用电率低。⑷冷却水在循环过程中完全为密闭循环运行，基本不产生水的损耗，理论上该系统耗水为零。其缺点有：⑴冷却水必须进行两次热交换，传热效果差。⑵占地面积大。⑶初投资较直接空冷大。（三）直接空冷与间接空冷综合对比序号比较项目ACC系统表面式哈蒙系统1散热器及凝汽器空冷散热器即为凝汽器。根据国内经验，ACC系统可以采用单排管或多排管。采用福哥式散热器，根据空冷散热器材质和布置不同，空冷散热器可分为水平或竖直布置冷却塔内。冷凝器采用表面式凝汽器。2运行稳定性、安全性机组运行稳定性一般，夏季运行安全性受环境风影响大。机组运行稳定性较ACC好，夏季运行安全性较ACC高。3防冻控制主要通过控制风机转速和开启台数控制。切断部分冷却单元和控制百叶窗开启度调节进风量进行防冻控制。比ACC系统简单。4冬季运行条件冬季过冷度大，最低运行背压在8～9KPa，影响运行经济性。冬季运行端差在0.8～1℃，最低运行背压在5.5～6.5KPa，可利用低温环境获得经济性。5环境条件影响受大气温度变化影响大；尤其受环境风影响大（对风机出力有影响，不利风向会出现大幅热风回流，高温时影响机组安全）。受大气温度变化影响比较大；对环境风的敏感程度低于ACC系统，环境风对冷却塔进风条件有影响，但基本不存在热风回流问题。6噪声运行时产生噪声。基本无噪声。7散热器脏污影响和清洗性能脏污影响程度一般，容易清洗。ACC布置在45m高的平台上，沉积在散热器表面的脏污主要来自空气中的粉尘和少量飞扬絮状物。脏污影响程度较ACC大，比较容易清洗。散热器在塔外从距地面1.5m高度垂直布置，脏污来源除了空气中粉尘和少量飞扬絮状物、还会截留少量地面杂质。8真空系统系统规模大。系统规模小。9占地少大，比直接空冷占地大。10耗水量少与直接空冷相当。11维护量空冷风机维护量大，冬季防冻需要就地测温。相对于直接空冷维护量较小。京能宁东电厂一期工程2×660MW空冷机组间接空冷系统是：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，通过空冷散热器的冷却组件(冷却三角)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。在空冷塔内设有高位膨胀水箱以保持系统内的压力稳定。循环水冷却系统是指担负散热任务的冷却三角和空冷塔等。三、宁夏京能宁东发电有限责任公司间接空冷系统介绍循环水系统为单元制闭式循环系统，由自然通风间接空冷塔、循环水泵、循环水管道、间接空冷表面式凝汽器组成，由3×33%容量的循环水泵向凝汽器提供经空冷塔冷却后的闭式循环水系统，水质为除盐水。两根来自厂房外的循环水管道先后经低压凝汽器和高压凝汽器排入厂房外的循环水管。在低压凝汽器水侧进口和高压凝汽器水侧出口的循环水管道上设有电动蝶阀，以便隔离凝汽器。1.管道系统的恒定压力由位于冷却三角顶部的膨胀水箱中的控制水位调节；冷却系统内的总水量由储水箱的控制水位调节。膨胀水箱的任务是：除防止空气进入管道系统外，还要处理由于温度变化而造成的系统内水容积的变化。2.水压平衡由旁路阀的适当调节保证。系统内共有10个冷却三角扇区，分成两组，五个一组,每组由两个旁路阀进行水压平衡控制（1、2号旁路阀连接1、2、3、4、5号冷却三角扇区，3、4号旁路阀连接6、7、8、9、10号冷却三角扇区）。3.在10个冷却三角扇区中，#5、6、7冷却扇区每段布置17个冷却三角，其余冷却扇区每段布置18个冷却三角，总共177个冷却三角。其中175个冷却三角为24米高,另两个为18米高，两个18米高的冷却扇段布置在冷却塔入口门上部（即#9冷却扇段的#18冷却三角和#10冷却扇段的#1冷却三角）。所谓的“冷却三角架”沿着冷却塔的周线垂直安装。冷却三角架是一个自支撑的装置，适合于独立安装。三角架有一个截面形状呈三角形的刚性构架，三角架角度不同的两面由2.4米宽的高热交换器板（柱）构成，而三角架的第三面则是开口的，以便空气进入。冷却水管错列布置形成了冷却器矩阵。见下图：4.温度（百叶窗）控制。冷却水的温度由百叶窗控制调节,通过冷却塔周围的百叶窗的打开和关闭进行温度控制。5.空冷散热器充排水系统.在空冷系统投运前，需将其管道及散热器中充满水，停运、检修亦需将系统水放空。充水、排水系统由七个地下贮水箱、两台输水泵、充水管道和阀门组成。贮水箱布置在空冷塔内地面以下，地下贮水箱的容积应满足所有冷却散热器段放空后储水的要求。为了保持循环水系统内水压稳定，维持正常的水循环，空冷塔内设置稳压补水系统。该系统由输水泵、高位水箱以及连接管道组成。空冷塔设高位水箱，输水泵采用自动控制，当高位水箱为低水位时输水泵开启向系统补水，当水箱补至高水位时输水泵停运。6.空冷散热器清洗喷雾系统.公司每台机组的间接空冷散热器配置一套夏季高温喷雾降温及清洗系统，每套系统包括四台喷雾清洗泵及电动机、配套的喷嘴和管道及其支架等。喷雾清洗泵直接由贮水箱吸水。每台机组设喷雾清洗装置的远方控制器。喷雾水采用化学反渗透来的淡水。7.循环水泵.公司每台机组配套3×33%循环水泵，循环水泵型式为：单级、双吸、水平中开、卧式离心泵。正常运行中两台投运即可满足机组所需冷却水量，运行方式为一台工频运行、一台变频运行，另一台工频备用。宁夏京能宁东发电有限责任公司空冷塔远眺图1宁夏京能宁东发电有限责任公司空冷塔远眺图2空冷塔内高位膨胀水箱远眺高位膨胀水箱间冷循环水泵1间冷循环水泵2地下储水箱紧急泄水阀空冷塔系统设备设备规范空冷塔项目单位参数冷却三角的数量个175个(24m)+2个(18m)空冷塔总抽力Pa105.1(TRL)/109.9（T-MCR）空冷塔总阻力Pa105.1(TRL)/109.9（T-MCR）空冷塔总风量m3/s41000(TRL)/39210(T-MCR）冷却水量t/h70000循环泵数量台3冷却塔高度m172冷却塔底部直径m143.3冷却塔喉部直径m96循环水pH值7.5～8.5循环水含氧量ppb20～30冷却三角型号福哥型管束尺寸mm6000×133×2666基管外径X壁厚mm25.4×1基管总重量t1267翅片尺寸LXBXHmm133×2666×0.3翅片间距mm3.2翅片管/翅片材质铝翅化比（散热面积/迎风面积）70翅片管排数排4扇区空冷散热器总散热面积m21600000总迎风面面积m222522空气迎风面流速m/s1.74散热系数W/m2·K44.3尺寸mm24000×2800×2800每个冷却三角夹角度47地下储水箱容积m3240尺寸mΦ3.2×32数量个7膨胀水箱容积m3200尺寸mΦ3.2×15数量个2标高m30水泵项目喷雾泵补充水泵制造商KSB/德国KSB/德国类型潜水泵（泵和电机固定在一起）潜水泵（泵和电机固定在一起）数量4台/每台机组2台/每台机组运行间歇运行间歇运行最大连续运行时间15小时15小时流量80m3/h300m3/h水头50mWC40mWC配用电机类型3相3相运行方式潜水潜水额度电压380V380V额度频率50Hz50Hz启动直接启动直接启动绝缘等级FF温升105℃105℃启动频率最大10次/小时最大10次/小时冷却系统在管道系统内充满水之后,以空冷却状态（冷却扇区泄水状态）启动，系统旁路阀开启。循环水通过四个旁路阀进行循环，也就是所谓的旁路运行。在旁路运行启动成功以后，扇区将会被一个接一个的充水。在冷却塔的任一个部分（循环系统分成两个部分）的五个扇区中有两个扇区充满水后，旁路阀1关闭；五个扇区中有四个扇区充满水后，旁路阀2关闭。用于填充扇区冷却组件所必需的水储藏在地下储水箱中，在进行扇区充水之前，必须先将储水箱中的水送到膨胀水箱中,水量要足够充满一个扇区。1.将水从储水箱送至膨胀水箱要使用两个容积较大输水泵。在运行扇区充水之前，两个输水泵要启动（向膨胀水箱中输水）；为了保持膨胀水箱中的水平衡，补水阀要打开。如果膨胀水箱中的水位超过溢水水位，多余的水会通过溢水阀流回储水箱。储水箱的水平衡由补给水阀和放水阀调节。基本上，冷却系统的整个水平衡可以描述如