空冷岛精细雾化冷却科研报告

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1、空冷岛精细雾化冷却的可行性报告（讨论稿）安技部2012年9月25日我厂直接空冷系统简介：直接空冷系统，又称空气冷凝系统，直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，所需冷却空气通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器，它是由外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片的若干个管束组成的这些管束亦称散热器。汽轮机排汽通过粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。空冷凝汽器分主凝汽器和分凝器两部分。主凝汽器多设计成汽水顺

2、流式，它是空冷凝汽器的主体；分凝汽器则设计成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空气区。真空抽气系统是直接空冷的关键，在汽轮机启动和正常运行时，要使汽轮机低压缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道及凝结水箱等设备内部形成真空。通常采用的是抽空气设备是蒸汽抽气器。在汽轮机启动时，投入出力大的一级蒸汽抽气器，以缩短抽真空时间，加快启动速度。在汽轮机正常运行时，采用出力较小的二级蒸汽抽气器，以维持排汽系统的真空。空冷凝汽器所用的元件和排汽管道采用两层焊接结构，焊结质量要求十分严格，以保证整个的直接空冷设备系统的严密性。直接空冷系统中，空冷凝汽器的

3、布置与厂址处的风向、风速及发电厂矿主厂房朝向都有密切关系。大型火电机组的空冷凝汽器通常布置在紧靠汽机厂房的A列柱外侧，与主厂房平行的纵向平台上布置若干个单元组，其总长度与主厂房长度基本一致，每个单日单元组由多个主凝汽器与一个辅凝汽器组成“人”字型排列结构，并在其下部设置多台大直径的轴流冷却风机。直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，由管道引入称之为空冷凝汽器的钢制散热器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质，换热温差大，效果好。除此之外，其它的主要特点还有：汽轮机背压变幅大。汽轮机排汽直接由空气

4、冷凝，其背压随空气温度变化而变化，甘肃地区一年四季乃至昼夜温差都较大，故要求汽轮机要有较宽的背压运行范围。真空系统庞大。汽轮机排汽要有大直径的管道引出，用空气作为直接冷却介质通过钢制散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，因而导致真空系统的庞大。耗能大。直接空冷系统所需空气由大直径的风机提供，直接空冷系统自耗电占机组发电容量的1.5%左右。一）空冷岛精细雾化冷却的必要性：随着国内空冷发电技术的不断增加，空冷岛运行潜力及节能潜力在不断地挖掘与开发。目前国内95﹪的空冷发电机组在夏季炎热的环境工况下很难确保机组满负荷运行，

5、主要存在问题是空冷岛的散热不充分（受外界大环境的影响）。二）我厂空冷系统现状：每年夏季，环境温度超过28时，机组就出现了不满发现象，时间从4月底到9月初，约有90天【除阴雨天】，平均每天约5小时，共计450小时，不满发负荷从10MW到80MW不等，平均约40MW，，此期间，机组的运行背压一般只能控制在35-40KPA左右，不仅影响机组的经济运行，而且影响机组安全稳定运行。三）空冷岛精细雾化冷却的优点：精细雾化冷却技术，一方面克服在夏季炎热的外界环境下空冷岛散热效果差，背压高的缺点,我们改造后可使机组同工况下背压降低5-8kpa

6、,机组运行经济指标的大幅提高，节能效果更加明显。另一方面精细雾化冷却技术克服了目前存在的冷却投运时冷却水大量浪费的不足，投运时冷却岛底下像下大雨一样，既不美观又不安全，浪费了大量的除盐水。一般100多吨的冷却水可浪费50吨之多，经济损失可想而知。精细雾化冷却技术，在既达到同样的经济节能运行工况下，冷却水可减少50吨之多，投运时空冷岛下无水滴大量落下，冷却水全部称雾化状态,99%的水雾全部用于冷却,环境美观，不会给空冷岛下面设备带来不安全隐患。四）空冷岛精细雾化冷却的现场安装示意图：空冷岛雾化冷却具体安装见以下示意图:五）空冷岛

7、精细雾化冷却项目所需材料：1、每个雾化喷头设计流量20L/min,单个空冷岛设计喷头450个，在冷却水压力确保6-10公斤前提下确保冷却水流量不小于54吨。2、雾化喷头材料不锈钢304(带滤网)，雾化角度110度，雾化高度1.5-2米。3、根据设计要求需要26不锈钢管8吨，固定支架长10米共120跟，雾化喷头450个，其他附件若干。改造工期20天。六）空冷岛精细雾化冷却项目实施后的经济效益：一、煤耗分析：火力发电机组真空每提高1KPa（背压每降低1KPa）发电煤耗可降低3.8g/Kwh，如果一台30万机组背压夏季高达35KPa

8、之多，经我们对空冷岛进行精细雾化冲洗改造治理后,机组运行背压可降低3-5KPa以上，我们改造后机组真空可比原来可提高3-5KPa（空冷机组背压可降低3-5KPa）。根据机组真空每提高1KPa，发电煤耗可降低3.8g/Kwh计算依据分析改造后的经济性：若机组全年在夏季高温环境下