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火电厂空冷凝汽器喷淋降温系统设计方案及可行性分析西安洛克韦尔电气有限公司一．工程概述：火力发电机组在运行一定时期后，整体真空度会降低，加之空冷翅片受灰尘附着等因素影响，空冷凝汽器在夏季高温环境下散热效果差，为了完成发电任务常压限运行，严重影响了机组安全运行。我公司所设计并提供的空冷凝汽器喷淋降温系统工程，是通过水泵把水提供给喷嘴雾化，水雾喷到散热器翅片，迅速汽化蒸发，而吸收汽化热，从而降低散热器翅片温度。达到降低背压，提高真空，增大发电负荷。它形成的水珠直径仅为微米级，因此它可以很快的蒸发，高温时节快速蒸发的水珠可以使周围环境温度下降10℃以上。二．空冷凝汽器喷淋降温系统工程的构成及特点：系统由水泵，管路系统，喷嘴雾化装置，控制装置、自动监测装置组成。1.水泵我方配备的水泵是目前国内一流的水泵生产厂家，提供的DG85-45*6带有软启动（或变频）的多级水泵。有效的延长电机使用寿命。2.管路所有管路均采用不锈钢材质，全部采用弯头，三通，变径连接，有效地防止长期使用的腐蚀及滴漏。3.喷嘴雾化装置喷嘴是压力水雾化效果的关键设备，评价喷嘴雾化效果最直接的就是雾化后液滴的大小。除了喷雾所用特定物质的影响外，影响雾化液滴大小的四个主要因素是：喷嘴类型、流量、喷射压力、喷雾形状，低喷射压力产生较大的液滴，而高喷射压力产生较小的液滴。最小的液滴是由空心锥形雾化喷嘴产生的，在每一个喷雾类型中，小流量产生细喷雾液滴，大流量生成大喷雾液滴。综合各项性能对比，采用美国喷雾公司（SprayingSystemsCo.）生产的雾化喷嘴。该公司是全球领先的专业化喷嘴研发、设计、制造公司，可提供多种材料、两万多个规格的喷嘴，具有如下优点：○1流道设计合理，雾化效果好；○2结构简单，便于清洗和更换；○3内流道断面大且通畅，不宜堵塞；○4材料耐磨损、腐蚀，使用寿命长；该喷雾类型实质是一个圆形液体环，是通过进气口与旋转腔箱箧或通过一个紧靠嘴口上游的内部开槽叶片形成的，旋转的液体在离开喷嘴口时形成一个空心锥形形状，不同压力下的用水量见表1。雾化喷嘴，通常不锈钢或铜作为主材料，铜本身耐磨指数不高，其喷口处于长期高压高速水流的摩擦作用，久而久之，造成喷口变大变形，从而进一步影响到雾化效果，只能不定期的全部更换，我们选用不锈钢喷嘴，并且喷嘴口镶嵌硬质合金，这样会大大提高喷嘴寿命和喷嘴质量。表1空心锥形（标准角度）喷嘴用水量BSPT不同水压下的流量（m3/h)雾化锥形角度0.02MPa0.05MPa0.1MPa0.15MPa0.2MPa0.3MPa0.4MPa0.5MPa0.6MPa0.7MPa0.05MPa0.15MPa0.6MPa1/4″0.1860.290.4080.5040.5820.7080.8220.9181.0021.08663°71°72°3/8″0.2460.3840.5460.6720.7740.9481.0921.2001.3201.44063°70°74°0.3060.4860.6840.840.9661.1821.381.51.681.863°70°74°0.3660.5820.8221.0021.1581.441.621.861.982.1663°70°74°1/2″0.4920.7741.0921.321.561.922.162.462.72.8872°76°78°0.6120.9661.381.681.922.342.763.063.363.674°79°82°4、控制系统用DCS控制喷水流量及指定列开、停，可根据用户的要求，根据负荷及气温调整喷雾冷却单元。程序可预先设定，减少了人工操作和维护，实现无人值守。5、自动检测及故障自动排除装置该装置对投入运行的设备进行状态监视，故障显示。可设定环境温度高于某数值时，自动启动系统。也可人工手动控制系统。显示运转散热器单元及耗水量。三．系统的安装设计说明原始空气相对湿度50%，温度34℃。喷雾调质处理后：相对湿度65%，温度26.49℃。单机调质处理消耗除盐水量（或软化水）最大120吨/小时。我方设计用2台水泵，水泵的扬程为175m，流量160m3/h，两台机组，一用一备，安装在除盐水箱附近机房内。水泵入口、出口用DN159的不锈钢管连接。安装需考虑的是不能形成扰流，即顺轴流风机风速方向安装喷嘴，并考虑管路对风流的影响。所以，此处建议每列管由DN80引进空冷岛单元后全部用DN40的管，喷淋管用DN16管连接喷嘴。水泵接DN159的不锈钢管至冷却塔空冷岛挡风墙内侧，分路后安装两台电动控制阀分别控制一，二号机组。用DN80的不锈钢管做分管连接至每个风机单元。，母管开口处用三通连接。用DN16的管做喷淋管，每个单元需10个喷嘴。喷嘴采用304或316材质，喷射角度为90°～110，喷嘴安装如下图所示。剩余蒸汽及不可凝结气体顺流凝汽器水环真空泵剩余蒸汽及不可凝结气体凝结水逆流凝汽器直接空冷系统流程喷嘴安装及喷雾方向喷淋降温系统工程的质量标准、检测标准1.空冷凝汽器喷淋降温系统的设计制造标准（1）GB/ZZ5－86《焊接设计规范》（2）JB/ZQ4000.9－86《装配技术条件》（3）GB50316－2000《工业金属管道设计规范》（4）GB4720－84《低压电器电控箱》（5）GB/T4942.2－93《低压电器外壳防护等级》（6）GB50055-93《通用电器设备配电设计规范》（7）GB50013-2006《室外给水设计规范》（8）DL/T5339－2006《火力发电厂水工设计规范》（10）GB50017－2003《钢结构设计规范》2.质量检验标准：（1）GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》（2）JB3965－85《钢制压力容器磁粉探伤》（3）GB228－87《金属拉伸试验方法》（4）GB232－88《金属弯曲试验方法》（5）GB2650－89《焊接接头冲击试验方法》（6）GB2651－89《焊接接头拉伸试验方法》（7）GB50221－95《钢结构工程质量检验评定标准》（8）JB/ZQ4000.1－86《产品检验通用技术要求》3.地震标准：工业设备抗震鉴定标准。设备能承受中国国家标准中提供的地震数据。四、系统技术、性能保证及质量保证1.技术保证1.1设备技术条件1.1.1总述（1）我方为每台机组的空冷凝汽器提供一套度夏喷淋降温系统。度夏喷淋降温系统包括水喷雾泵、不锈钢管道，喷雾喷嘴，支吊架，阀门，进、出口压力表热控、电气设备等。（2）空冷凝汽器的度夏水喷雾运行方式：水源供给地点在空冷凝汽器平台下0米。度夏喷淋降温系统进入程控柜或DCS控制，方案中明确提出对该系统的控制措施及所需测点位置。（3）我方提供的喷雾设备保证有效可靠，能够有效地降低空冷凝汽器背压。且该系统的设计是基于在同类型电厂已成功、有效地运行，并已通过试验的基础上进行的。（4）空冷单元内水喷雾管道及喷头的布置形式不会影响单元内的空气流动，不会增加或附加系统供风阻力。在喷头选型、布置、水雾流态等方面上充分考虑了ACC系统的空气流动特点，在大大增加冷却效果的同时尽可能的辅助降低原空气阻力，不会发生由于喷雾系统的影响产生供风系统阻力增加的情况。（5）喷淋降温系统的布置形式以列为单元，并通过每列的控制阀门对每列进行单独控制，阀门布置位于巡检人员便于操作的位置；阀门采用电动及手动控制方式。空冷凝汽器度夏喷淋降温系统操作简单，做到了在运行时空冷平台上无人值守。（6）我方可提供运行调试说明书及喷雾系统的运行技术参数，如在水泵入口和出口处的压力、流量、水质和夏季运行时启、停系统的环境温度、汽机背压等。（7）我方在投标书中详细地列出了度夏喷淋降温系统的配置，设备和材料的技术规范、数量等。1.1.2喷头及管道（1）我方推荐的是雾滴颗粒小、喷雾均匀、覆盖区域广、雾化效果好、水阻小、性能先进且强度能满足安装、运行、维修要求的喷头。（2）喷头材质采用不锈钢316。（3）水喷雾水泵的选型能够满足系统的压力及水量要求，达到系统安全、稳定的运行目的。在满足系统运行要求的前提下，可对系统能耗进行优化，尽量降低电机功率。（4）喷头所需压力0.5MPa，喷头出口压力0.5MPa。（5）管道布置充分考虑了流量分配的均匀性及现有空冷结构设计条件，不影响空冷岛其它设备的性能。（6）喷淋降温系统的设计、安装充分考虑了喷雾系统运行时的震动，该系统产生的振动不会危害空冷钢结构体系。（7）考虑到管道防腐要求，系统内所有管道均应采用不锈钢材质304。（8）根据经验，针对本系统在长期停运时，提出了若干有效的喷淋降温系统内部所有管道及设备的防腐措施和喷头的防堵措施。1.1.3水泵（1）安装位置在室内，室内温度：5～40℃，安装地面标高：主厂房0.00米。（2）我方应具有且持续使用的质量保证程序，能满足本技术条件书所提的技术要求。1.2设备设计及制造标准1.2.1度夏喷淋降温系统的所有设备、管道制作及设计方案应严格遵守有关国家标准和规范。系统内所配所有转动机械设备（如电机、水泵等）有良好的运行业绩，电机、水泵的噪声、振动指标均满足国家有关规定。1.2.2度夏喷淋降温系统的设计充分考虑了空冷岛上现有设备运输、安装和检修的要求，不应影响空冷岛系统的正常功能。1.2.3度夏喷淋降温系统的设计充分利用了现有钢结构形式，不会对现有结构进行修改。1.2.4度夏喷淋降温系统的设计充分考虑了喷头的布置形式，系统风机静压值约为82.9Pa，喷头工作时不应引起系统静压值得的增加。1.2.5在正常运行条件下，设备能长时间无故障运行。除易损件外，提供的设备整体使用寿命在30年以上。1.2.6在买方要求的供货范围内，我方的产品在各方面是完整和正确的。需要在现场完成的工作，其执行的质量标准、使用的工艺过程及人员应与在工厂内所要求的一样。1.2.7度夏喷淋降温系统的调试工作应由我方指导调试单位完成。我方可根据买方要求积极配合调试工作，最终达到合同文件对系统的性能要求及买方对系统的满意。我方应负责对买方运行、维护人员进行培训。1.2.8所有外购件，应由我方负责选择，采用性能可靠的优质产品，并附有相应的产品合格证和说明书；外购配套件的供货商，应具有与制造厂相同的资格，以确保外购件的质量。我方报出的外购件价格，计入投标总价，最终由买方在多个推荐厂商中选定其中一家。1.3仪表控制和电气标准空冷岛度夏喷淋降温系统应进入DCS进行控制或现场程控柜控制，能够实现就地和远程控制、操作。在中控室中能实现喷雾系统的人工起、停工作，系统运行时水泵出口压力信号应及时反馈至中控室。做到运行时无人值守，故障时即时反馈。1.3.1就地仪表及控制设备技术规范1、总则1）我方提供的所有仪表和控制设备均具有高度的可用性、可靠性、稳定性、可操作性和可维护性。满足要求的功能和性能及电厂工艺系统的要求。2）所有仪表和控制设备均有产品出厂检验合格证。所有显示仪表刻度单位符合中华人民共和国法定计量单位。就地指示仪表的精度为1.0级，盘面直径不小于150mm（气动控制设备的空气过滤器、定位器上的压力指示表除外）。所提供的就地压力表为不锈钢材质耐压耐振型。2、控制盘柜室外布置的接线盒采用不锈钢材质。盘柜防护等级为IP54。盘、台、柜门有导向式门封垫条。室内盘、台、柜内的端子排布置在易于安装接线的地方，并且与柜底的距离不少于300mm。电源柜端子和机柜的内部接线用线根据所需容量配置和选择线型。对于正面不开孔安装仪表和控制设备的盘、柜采用厚度为2.5mm的冷轧钢板；对于正面需开孔安装仪表和控制设备的盘、柜，其的正面采用厚度为3.0mm的冷轧钢板，其余部分采用厚度为2.5mm的冷轧钢板。控制盘、柜内保留一定数目（15%）的端子空位，以便其它设备输入、输出信号接上时备用。非金属器件如端子排、导线、电缆绝缘、导线支架、电缆连接件、油漆或其它外套以及类似物质要用非燃烧或阻燃和自熄火材料制成。所有控制盘、台、柜内的端子统一采用国产优质产品。3、电动执行机构(1)总则a.所有电动执行机构的选型应尽可能采用同一品牌。b.电动执行机构具有可靠的制动功能。c.电动执行机构