直接空冷系统(一)

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所属分类:汽轮机运行

直接空冷系统(一)

直接空冷系统,又称为空气冷却系统,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,所需的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,组成空冷凝汽器的若干管束称为散热器。

直接空冷系统(一)

图(1)直接空冷汽水系统图

直接空冷汽水系统如图(1)所示,汽轮机排汽通过粗大的排汽管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,将做完功的排汽冷凝成水,凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。

汽轮机的排汽装置出口至凝结水泵入口范围内的设备和管道组成直接空冷系统。主要包括汽轮机排气管道和膨胀节、蒸汽分配管及空冷器管束、凝结水系统、抽空气系统、疏水系统、空气供应系统、刚构架组成的空冷平台、自控系统及仪表、各种管制件、系统保护设备、清洗系统等,其中排汽管道、空冷凝汽器管束、风机、抽真空设备是非常重要的,这些设备直接关系到直接空冷系统运行的经济性和安全性。在系统中,一台风机、几片管束及A型构架组成一个冷却单元,冷却单元又可分成顺流管束冷却单元和逆流管束冷却单元。自控系统和仪表以及保护设备直接影响到空冷系统的自动化程度及安全经济运行性能。

空气冷却方式和水冷却方式的比较

空气冷却方式和水冷却方式由于采用的工作介质不同,而形成的相应冷却系统不相同,采用的设备也不相同。二者相比较具有以下的优缺点。

空气冷却的优点:

  • 空气可以免费获得,不需要各种辅助设备。
  • 采用空冷,厂址选择不受限制。
  • 空气腐蚀性低,不需要采取任何清垢的措施。
  • 由于空冷器空气侧压降为100~200Pa左右,所以运行费用低。
  • 空冷系统的维护费用一般为水冷却系统的20%~30%。

空气冷却的缺点:

  • 由于空气比热容小,且冷却效果取决于空气的干球温度,不能将流体冷却到环境温度。
  • 空气侧换热系数低,空气比热少,所以空冷器需要较大的面积。
  • 空冷器性能受环境气温、雨雪、大风的影响。
  • 空冷器不能靠近大的建筑物,以免造成热风再循环。
  • 空冷器要求采用特殊制造的翅片管。

水冷却的优点:

  • 水冷却能将流体冷却到比环境空气温度低2~6℃的温度,且循环水在冷却塔中可以被冷却到接近环境湿球温度。
  • 水冷却器结构紧凑,冷却面积比空冷器要小得多。
  • 水冷却对环境气温的变化不敏感。
  • 水冷器可以放在其他设备之间。
  • 一般的管壳式换热器即可满足要求。

水冷却的缺点:

  • 冷却水一般难于取得,即使可以取得也必须设置各种泵站和各种管线。
  • 大型火力发电厂的厂址要取决于水源条件。
  • 水有腐蚀和水垢,需进行清理。
  • 水的运行费用高,循环泵的压头高。
  • 在水冷器中,某些生物能附着在换热器表面上,需要停下设备清除,增加了维护费用

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