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摘 要:空冷系统不只是用在缺水的地方,它比较环保而且经济上也比较合理,所以即使在水资源充足的地方,它也因此被利用。空冷系统被越来越广泛的应用。我国水资源处于严重缺乏阶段,也因为此,我们更应该推广和应用空冷系统。环境好坏,温度的高低,降水是否充足,空气的密度都受到空冷系统所在海拔高度的影响。如果要在将空冷电厂建在高海拔的地方,由于海拔高,空气密度小。这样就需要加大空气散热器进行交换,如果要用自然风,就需要增加塔的高度,如果不这样,则需增加风机所耗功率。适宜的气象条件对空冷机组的运行有利,年平均气温较低,机组运行比较经济。但气温低时,也随之带来空冷散热器内水体容易冻结的问题。寒冷季节环境气温在 0℃及以下时,水结冰然后膨胀,也可能使散热器爆裂,如果严重,还会影响整个系统的正常运行。因此,在冬天,散热器必须有完好的防冻措施,以避免破裂。
关键词:发电厂冷却技术;直接冷却;间接冷却
空冷对环境的影响甚微。经验表明,由大型的通风系统口排放出的一些气体,是看不见的,它们都对流到了空气中,不会让人发觉,当然,并不会对环境造成不良影响。并且,空冷系统是完全没有污染的,所以,也可以使水资源不受到污染,当然,也不会有淋水噪音的影响,有利于环境保护。所以,空冷技术是一种经济实惠的发展,安全又可靠,使环境承受的压力变小了,也为水资源丰富的地区保持生态平衡创造了条件。在一些水资源缺乏的地方,需要大规模的开发能源,以确保生活的正常运行,所以,发电厂空冷技术作为一个节能环保的措施,应该得到广泛采用。
我国的水资源、电力、煤炭等资源在东西南北发展及其不平衡,大概是因为我国疆域辽阔的原因,地理差异情况非常大,久而久之,一些地方会出现一些我们不愿意看见的情况,用水紧张,会让生活中产生一些困扰,这些问题值得我们仔细探究,找着适当的方法去解决,否则将会变得越来越严重。我国西北和华北等地区,煤矿资源丰富,但是水资源缺乏。从而使煤矿转化为电力也愈加困难。而在一些水资源相对充足的地区,如果一些设施不合理,环境受到污染不说,周围的生物或者说生态系统也会受到一定的伤害。人类的关注也愈加集聚到这些地方。所以,要想经济持续发展,需要有效地利用水资源。所以,在一些水资源贫乏的地区,发电厂采用空冷技术将会成为必然。
汽轮机排出的空气用于冷却火力发电的这一冷却模式,早在上个世纪30年代,就有国家重视了,并且还在随后的十几年已成功地建立了若干空冷发电厂,使电厂空冷技术的发展日趋成熟和完善。这是空冷发电技术的使用。
我们的空冷电站技术自20世纪50年代开始技术更加成熟,产能增加,越来越多的应用于各个领域,从南到北,从人民群众的关注程度来看,这都是显而易见的,所以它的前景发展也是越来越好的。
1 三种空气冷却系统的发展情况
现在, 用于发电厂的空冷系统主要有3种,即直接空冷系统、表凝式间接空冷系统和混凝式间接空冷系统。直接空冷系统特点较多,比如系统比较简单,可以很灵活的调节空气量,而且设备比较少,用起来更为方便。他所需要的冷空气由机械通风的方式来运行,方便安全,效率高。当然,什么方法都还是有一定的缺点,当前,我国已经采用了其它一些更有利的方法,比如自然通风塔,由于减少了热风再次循环的影响,并且取消了风机,所以成本也减少了许多。这几种空冷方式已经在生活中得到广泛的运用,技术有保证,且安全可靠。相比较而言,直接空冷系统还是在容量和推广使用上都占了优势,间接空冷系统发展就比较缓慢了。目前,我国直接空冷发电厂正在迅猛的发展。国内外一些空冷系统都在迅速发展,得到了一些支持,发展越来越迅速,为更多人所熟知,解决了一些地方能源不足的问题。
2 冷却元件
2.1 发电厂空冷冷却元件的发展历程
①圆钢管绕铝翅片4排管。
②矩形翅片或椭圆钢管绕椭圆片热浸锌椭圆钢管套。
③单排管。
单排管以其管内流通截面大、防冻性能好,管里流通截面大,流通速度的单排管越来越吸引人们的眼球,应用也越来越广泛。
2.2 目前得到成功应用的冷却元件
①铝管套铝翅片(海勒系统)。
②小口径热浸锌椭圆钢管(36mm×14mm)套矩形钢翅片2排管(具有表面式凝汽器的间接空冷)。
③大口径热浸锌椭圆钢管(100mm×20mm)套矩形钢翅片2排管(直接空冷)。
④椭圆钢管绕椭圆翅片3排管(直接空冷)。
⑤单排管(直接空冷)。
3 翅片管束结构
直接单机所能承受的容量越来越多,性能优越,所以为了减少它的面积,管束长度可达9-10m。管束迎风面第一排管采用较低的翅化比,第二排管采用较高的翅化比,这样做管与管之间的热量交换都比较均匀。经过试验表明,如果要防止凝结水过于冷甚至是结冰,就必须改变管的结构,顺逆之差,受热面积比必須根据实际情况而定。
4 风机
风机在空冷散热器的强化传热中起着关键作用,近期300MW以上机组风机叶片直径广泛采用9.144m或者9.754m的轴流风机。目前空冷凝汽器采用的风机最大直径可达到10.363m。对于环境的保护,我们随时都要放在心里。风机的噪音是影响环境保护的,所以,我们需要使控制噪声的要求更加明确。由于空冷机组经常处于变工况条件下,风机在运行中速度需要变,可以使用双速的电机来改善这一不足,我们国家也有自己的方式,那就是调频电机,节能,环保。
5 空冷设计技术
曾经,大口径排汽管道限制了直接空冷单机容量的发展,现在排汽管道直径可以达到10m,管道的热补偿和支撑这些问题也得到了解决,在一些技术上,我们也作出了很大的努力。
我们国内也可以独自解决一些管道设计上的问题了。需要更加注意的是,为了降低工作区的噪音,一些直接空冷发电厂将要降低迎面风的速度,使投资加大,传热面积的增加,这种方法是否有价值,还值得探究。另外,迎面风的速度如果太过于低,会影响工作的效率,使工作受到不好的影响。
6 干式―湿式联合冷却塔
干式-湿式相结合冷却的出现,不仅是为了节水,还为了对环境的保护避免一些不必要的污染出现。干式-湿式联合冷却系统的型式有多种多样,但总体来说大致可分为分建式联合冷却系统、合建式联合冷却系统。合建式的干-湿联合冷却塔是由表面式凝汽器、干湿冷却部件合建在一个塔体里的机械通风式联合塔组成。合建式机械通风联合塔上段布置干冷散热器,下段布置湿冷部件,顶部布置轴流冷却风机。
冷却水被循环水泵由塔底水池送至表面式凝汽器冷凝,汽轮机排汽,升温后先进入塔上段布置的干冷散热器,与空气换热降温后再由喷管喷洒到塔下段布置的填料中,通过淋水进一步降温后回到塔底水池中。干式冷却部分散热量占干湿联合塔总散热量的1/4-1/3。在经济发达的国家,干湿联合塔有很好的发展趋势。对原来采用湿式冷却塔发电厂,如果秋冬季节为了节约水资源,夏季动力不足,则可在原湿式冷却塔的基础上另装1台干式冷却塔,冷却系统将干湿结合起来。这种方法可以在春夏秋冬四个季节完美运行。
参考文献:
[1]丁尔谋.发电厂空冷技术[M].北京:水利水电出版社,1992.
[2]温高.发电厂空冷技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]马义伟,刘纪福,钱辉广编著.空气冷却器[M].北京:化学工业出版社,1982.
关键词:发电厂冷却技术;直接冷却;间接冷却
空冷对环境的影响甚微。经验表明,由大型的通风系统口排放出的一些气体,是看不见的,它们都对流到了空气中,不会让人发觉,当然,并不会对环境造成不良影响。并且,空冷系统是完全没有污染的,所以,也可以使水资源不受到污染,当然,也不会有淋水噪音的影响,有利于环境保护。所以,空冷技术是一种经济实惠的发展,安全又可靠,使环境承受的压力变小了,也为水资源丰富的地区保持生态平衡创造了条件。在一些水资源缺乏的地方,需要大规模的开发能源,以确保生活的正常运行,所以,发电厂空冷技术作为一个节能环保的措施,应该得到广泛采用。
我国的水资源、电力、煤炭等资源在东西南北发展及其不平衡,大概是因为我国疆域辽阔的原因,地理差异情况非常大,久而久之,一些地方会出现一些我们不愿意看见的情况,用水紧张,会让生活中产生一些困扰,这些问题值得我们仔细探究,找着适当的方法去解决,否则将会变得越来越严重。我国西北和华北等地区,煤矿资源丰富,但是水资源缺乏。从而使煤矿转化为电力也愈加困难。而在一些水资源相对充足的地区,如果一些设施不合理,环境受到污染不说,周围的生物或者说生态系统也会受到一定的伤害。人类的关注也愈加集聚到这些地方。所以,要想经济持续发展,需要有效地利用水资源。所以,在一些水资源贫乏的地区,发电厂采用空冷技术将会成为必然。
汽轮机排出的空气用于冷却火力发电的这一冷却模式,早在上个世纪30年代,就有国家重视了,并且还在随后的十几年已成功地建立了若干空冷发电厂,使电厂空冷技术的发展日趋成熟和完善。这是空冷发电技术的使用。
我们的空冷电站技术自20世纪50年代开始技术更加成熟,产能增加,越来越多的应用于各个领域,从南到北,从人民群众的关注程度来看,这都是显而易见的,所以它的前景发展也是越来越好的。
1 三种空气冷却系统的发展情况
现在, 用于发电厂的空冷系统主要有3种,即直接空冷系统、表凝式间接空冷系统和混凝式间接空冷系统。直接空冷系统特点较多,比如系统比较简单,可以很灵活的调节空气量,而且设备比较少,用起来更为方便。他所需要的冷空气由机械通风的方式来运行,方便安全,效率高。当然,什么方法都还是有一定的缺点,当前,我国已经采用了其它一些更有利的方法,比如自然通风塔,由于减少了热风再次循环的影响,并且取消了风机,所以成本也减少了许多。这几种空冷方式已经在生活中得到广泛的运用,技术有保证,且安全可靠。相比较而言,直接空冷系统还是在容量和推广使用上都占了优势,间接空冷系统发展就比较缓慢了。目前,我国直接空冷发电厂正在迅猛的发展。国内外一些空冷系统都在迅速发展,得到了一些支持,发展越来越迅速,为更多人所熟知,解决了一些地方能源不足的问题。
2 冷却元件
2.1 发电厂空冷冷却元件的发展历程
①圆钢管绕铝翅片4排管。
②矩形翅片或椭圆钢管绕椭圆片热浸锌椭圆钢管套。
③单排管。
单排管以其管内流通截面大、防冻性能好,管里流通截面大,流通速度的单排管越来越吸引人们的眼球,应用也越来越广泛。
2.2 目前得到成功应用的冷却元件
①铝管套铝翅片(海勒系统)。
②小口径热浸锌椭圆钢管(36mm×14mm)套矩形钢翅片2排管(具有表面式凝汽器的间接空冷)。
③大口径热浸锌椭圆钢管(100mm×20mm)套矩形钢翅片2排管(直接空冷)。
④椭圆钢管绕椭圆翅片3排管(直接空冷)。
⑤单排管(直接空冷)。
3 翅片管束结构
直接单机所能承受的容量越来越多,性能优越,所以为了减少它的面积,管束长度可达9-10m。管束迎风面第一排管采用较低的翅化比,第二排管采用较高的翅化比,这样做管与管之间的热量交换都比较均匀。经过试验表明,如果要防止凝结水过于冷甚至是结冰,就必须改变管的结构,顺逆之差,受热面积比必須根据实际情况而定。
4 风机
风机在空冷散热器的强化传热中起着关键作用,近期300MW以上机组风机叶片直径广泛采用9.144m或者9.754m的轴流风机。目前空冷凝汽器采用的风机最大直径可达到10.363m。对于环境的保护,我们随时都要放在心里。风机的噪音是影响环境保护的,所以,我们需要使控制噪声的要求更加明确。由于空冷机组经常处于变工况条件下,风机在运行中速度需要变,可以使用双速的电机来改善这一不足,我们国家也有自己的方式,那就是调频电机,节能,环保。
5 空冷设计技术
曾经,大口径排汽管道限制了直接空冷单机容量的发展,现在排汽管道直径可以达到10m,管道的热补偿和支撑这些问题也得到了解决,在一些技术上,我们也作出了很大的努力。
我们国内也可以独自解决一些管道设计上的问题了。需要更加注意的是,为了降低工作区的噪音,一些直接空冷发电厂将要降低迎面风的速度,使投资加大,传热面积的增加,这种方法是否有价值,还值得探究。另外,迎面风的速度如果太过于低,会影响工作的效率,使工作受到不好的影响。
6 干式―湿式联合冷却塔
干式-湿式相结合冷却的出现,不仅是为了节水,还为了对环境的保护避免一些不必要的污染出现。干式-湿式联合冷却系统的型式有多种多样,但总体来说大致可分为分建式联合冷却系统、合建式联合冷却系统。合建式的干-湿联合冷却塔是由表面式凝汽器、干湿冷却部件合建在一个塔体里的机械通风式联合塔组成。合建式机械通风联合塔上段布置干冷散热器,下段布置湿冷部件,顶部布置轴流冷却风机。
冷却水被循环水泵由塔底水池送至表面式凝汽器冷凝,汽轮机排汽,升温后先进入塔上段布置的干冷散热器,与空气换热降温后再由喷管喷洒到塔下段布置的填料中,通过淋水进一步降温后回到塔底水池中。干式冷却部分散热量占干湿联合塔总散热量的1/4-1/3。在经济发达的国家,干湿联合塔有很好的发展趋势。对原来采用湿式冷却塔发电厂,如果秋冬季节为了节约水资源,夏季动力不足,则可在原湿式冷却塔的基础上另装1台干式冷却塔,冷却系统将干湿结合起来。这种方法可以在春夏秋冬四个季节完美运行。
参考文献:
[1]丁尔谋.发电厂空冷技术[M].北京:水利水电出版社,1992.
[2]温高.发电厂空冷技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]马义伟,刘纪福,钱辉广编著.空气冷却器[M].北京:化学工业出版社,1982.