大型表面蒸发空冷器的与计算—取代20万kw电厂的冷却塔设计毕业论文

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1、大型表面蒸发空冷器的设计与计算——取代20万KW电厂的冷却塔前言空气冷却时在空气冷却器中实现的，冷却介质为空气，可用于各种流体的和冷却和冷凝。由于空气的比热小（约为1.005kj/（kg℃））.仅为水的比热四分之一，因此若传热量相同，冷却介质温升相同，则所需的空气量将为水量的四倍。再考虑到空气的密度远小于水，则相对于水冷却器，空冷器体积很大的。另外空气测得换热系数很低，约为50-60w（摄氏度），导致光管空冷器总传热系数也很低，较水冷却器的传热系数约低10-30倍，为抵制空气侧换热系数较低的影响，所以空冷器一般采用

2、扩张表面的翅片管，气化比大致为10-24。目前在发电厂得到应用的空气冷却系统有：①直接空冷系统(GEA)；②采用表面式凝汽器的间接空冷系统；③采用混合式凝汽器的间接空冷系统(即海勒系统)。空冷系统不仅应用于缺水地区，就是在水源充沛的地区，由于环保的需要或经济比较合理也可采用空冷。空冷系统的应用范围在日益扩大，可用于：垃圾发电站蒸汽轮机的空冷凝汽器；燃气—蒸汽联合循环的空气冷却系统；工矿企业自备电站蒸汽轮机或拖动汽轮机的空冷凝汽器；干—湿并列联合冷却系统的空冷凝汽器等。我国由于缺水较为严重，因而空冷系统的应用和发展显

3、得更为迫切，空冷系统的应用在我国将大有发展。以下将空冷器的优缺点加以介绍：空气冷却优点空气冷却缺点1、空气可以免费取得，不许任何辅助费用。2、厂址选择不受限制。3、空气腐蚀性低，不需采取任何清垢措施。4、由于空冷器空气侧压力降为100-200Pa，所以运行费用低。5、空冷系统的维护费一般为水冷系统的20%-30%。1、由于空气比热小，且冷却效果取决于干球温度，不能将流体冷却到环境温度。2、空气侧换热系数低比热小，所以空冷器需要较大面积。3、空冷器性能受环境温度，雨雪，风等影响。4、空冷器不易靠近大额建筑物，以免形成

4、热风再循环。5空冷器要求采用特殊制造的翅片管。电厂设计参数：（西安）介质：水流率：22000m3/h进口温度：43℃出口温度：33℃换热光管外径：Dw=25mm,内径D0=21mm空气入口温度：该地区为温带大陆性疾风气候，四季分明，平均干球温度tg0=30.1℃，湿球温度ts0=25.9℃，每月平均温度≤5℃的天数147d.定性温度38℃下的物性：密度：992.9kg/m3比热容：CP=4.174KJ/（kg·K）导热系数：λ=63.16W/(m·K)黏度：μ=682.94×10-6Pa·S管内污垢：ri=0.00

5、0172K·m2/W管外污垢：r0=0.000172K•m2/W热负荷：Q=WlC（T2-T1）=22000×992.9×4.174×103×（43-33）/3600=2.53×108MW总体考虑根据工艺介质的冷却要求及所建装置的水源，电力情况，选择间接空冷系统，空冷器结构形式为水平鼓风式空冷器，根据介质最终温度33摄氏度以及环境温度，选择8台湿式空冷器并联的形式。一、空冷系统图本设计采用间接冷却的空冷器空冷系统。汽轮机排气的混合式凝汽器中与从空冷器中的的冷却水相混合，凝结成水。混合式凝汽器中的凝结水和冷却水的混合

6、物中的一小部分被凝结水泵抽走，作为锅炉的给水，而大部分（约为96%）经循环水泵打入空冷器，被空气冷却后作为冷却水再进入混合式凝汽器循环使用。间接空冷系统简图如下：图1-1间接空冷系统1—凝结水泵2—混合式凝汽器3—汽轮机4—水轮机5—干式冷却塔6—空冷式表面式换热器7—循环水泵一、传热面积的估算1.湿空冷器空气入口温度：tg1=tg0-(1.04-)×(tg0-ts0)0.94tg2=tg1+ξsξs=(2.55+0.15Np)φθB-0.54sθ0.35此公式的适用范围是：高低翅片管束2、4、6排管。Bs=100

7、-370kg/(m2·h)，θ＜20。式中Np——管排数，无因次；tg1——空气经喷雾后进入管束表面的温度，℃；tg2——湿空冷器空气出口温度，℃；tg0——设计的空气入口干球温度，℃；ts0——来流空气湿球温度，℃；QH——湿空冷器热负荷，W；Bs——喷水强度，kg/(m3h);Wa——迎面空气质量流速，kg/(m3h)；Cpa——空气比热容，J/（kg·K）；ξs——温度系数；φθ——翅片高度影响系数，高翅片管为1，低翅片管为0.91；θ——影响传热传质的温度系数，无因次。式中—光管外表面平均壁温；—喷水雾化后

8、管束空气入口干球温度；—空气的露点温度；得：tg1=30.1-0.8×(30.1-25.9)=26.7℃2、湿空冷器空气出口温度：由下表查得，在管内流体定性温度38℃下，对液体冷却，内插温升δtg=5℃，则出口温度为tg2=26.7+5=31.7℃。表2.1空气在湿式空冷器中的温升流体平均温度，40506070油品冷却2345油气冷凝3456水冷却57101