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西安电力高等专科学校

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-24 12:08:06
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西安电力高等专科学校

西安电力高等专科学校_动力工程__系_2012_届毕业设计(论文)题目:学号:姓名:指导教师:专业:班级:完成时间:2013年月日1.概述1.1凝气设备的分类现在电站使用的凝汽器主要是以水为冷却介质的表面式凝汽器。在缺水地区和列车电站上,可用空气凝汽器。1空气凝汽器直接冷却空气凝汽器系统中,汽轮机排气进入热交换器冷却凝结,热交换器一般用具有鳍状散热片的管束组成,蒸汽进入管束内侧,空气在管外流过,为了加强冷却,可用风扇机力通风。由于空气传热系数很低,所以冷却表面积很大,整个凝汽器的体积庞大,无法
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导读西安电力高等专科学校_动力工程__系_2012_届毕业设计(论文)题目:学号:姓名:指导教师:专业:班级:完成时间:2013年月日1.概述1.1凝气设备的分类现在电站使用的凝汽器主要是以水为冷却介质的表面式凝汽器。在缺水地区和列车电站上,可用空气凝汽器。1空气凝汽器直接冷却空气凝汽器系统中,汽轮机排气进入热交换器冷却凝结,热交换器一般用具有鳍状散热片的管束组成,蒸汽进入管束内侧,空气在管外流过,为了加强冷却,可用风扇机力通风。由于空气传热系数很低,所以冷却表面积很大,整个凝汽器的体积庞大,无法
西安电力高等专科学校

_动力工程__系_2012_届

毕业设计(论文)

题目:                               

学    号:                 

姓    名:                 

指导教师:                 

专    业:                 

班    级:                 

完成时间:  2013 年   月   日

1.概述

1.1凝气设备的分类

现在电站使用的凝汽器主要是以水为冷却介质的表面式凝汽器。在缺水地区和列车电站上,可用空气凝汽器。

   1空气凝汽器

   直接冷却空气凝汽器系统中,汽轮机排气进入热交换器冷却凝结,热交换器一般用具有鳍状散热片的管束组成,蒸汽进入管束内侧,空气在管外流过,为了加强冷却,可用风扇机力通风。由于空气传热系数很低,所以冷却表面积很大,整个凝汽器的体积庞大,无法放在汽轮机下部,常不得不远离汽轮机放在户外,因此汽轮机粗大的排汽管道很长,金属耗量和流动阻力很大。

为了克服这一缺点,出现了间接冷却空气凝汽器系统。汽轮机排汽进入喷射凝汽器中,与从干冷却塔来的冷却水相混合而凝结为水。喷射凝汽器体积不大,可以装在汽轮机下面。从喷射凝汽器出来的冷却水和凝结水的混合水流,一小部分给凝结水泵抽走作为锅炉给水,大部分经出水泵打入干冷却塔冷却。在缺水地区,这种空气凝汽器可用在大功率机组上、在热交换器至喷射凝汽器管路上装设水轮机,可利用水的压头能量。喷射凝汽器的传热端差为零,凝汽器内不需要冷却水管,投资小,另外,它有结构小,无需维修等有价值的优点。

   2.表面式凝汽器

凝汽器的传热面分为主凝结区和空气冷却区两部分,这两部分之间用挡板隔开。空气冷却区的面积约占凝汽器总面积的5%到10%。蒸汽刚进入凝汽器时,所含空气量不到万分之一,凝汽器总压力可以用蒸汽分压力代替。蒸汽在主凝结区大量凝结,但空气不能凝结,到达空气冷却区入口时,蒸汽流以大为小减小,而空气流量未变。剩下的蒸汽和空气混合物进入空冷区,蒸汽继续凝结,到空气抽出口处,蒸汽和空气的质量流量已是同一数量,这时蒸汽分压力才明显减小,所对应的饱和温度也才降低,空气和很少量的蒸汽才会得到冷却。空气被冷却后,容积流量减小,抽汽器负荷减小,抽气效果才好。

    由于空气抽出口不断地抽除空气,因此正在凝结的蒸汽和空气流向抽气口,显然空气抽出口的压力最低,凝汽器入口处压力Pc最高。 压力之差是蒸汽空气混合物的流动阻力,称为凝汽器的汽阻,以?Pc表示。气阻越大凝汽器入口的压力Pc也越高,经济型越低,故应尽量减小气阻。现代凝汽器的气阻可以减小到260到400Pa左右。

    由于空气抽出口的位置不同,现代凝汽器分为汽流向侧式与气流向心式两大类。由于单机功率增大,凝汽器尺寸和冷却水管数量大大增加,为了加大管束四周的进汽周界,减短汽流途径,减小汽阻,出现了多区域向心式凝汽器。区域数由两个到十几个。平行布置于矩形外壳内。每个区域的中部都有空气冷却区。

凝汽器给冷却水的阻力称为水阻。它由冷却水管内的沿程阻力、冷却水由水室进出冷却水管的局部阻力与水室中的流动阻力(包括由循环水管进出水室的局部阻力)等三部分组成。水阻越大,循环水泵的耗功越大,故应减小之。双流程凝汽器的水阻较大约49到78KPa,单流程水阻较小。

1.2凝气设备的组成

汽轮机凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。

1.3 凝气设备的工作原理

凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起着冷源的作用,降低汽轮机排气压力和排汽温度可以提高循环热效率。以东方汽轮机厂为例,该机新汽压力Po=16.67MPa, 新蒸汽和再热温度to=tr=537℃, 再热压力Pr=3.665MPa。若没有凝气设备,汽轮机的最低排气压力是大气压,循环热效率ηt只有37.12%,而当Pc=5.0KPa时ηt=45.55%,两者之差的相对值的相对值?ηt/ηt为l8.5%,热经济损失巨大。

   若运行不善使该机的排汽压力比正常值下降1%,?ηt/ηt也将降低1%以上,即机组热耗率的相对变化率将增大1%以上,对于大型机组这是可观的。相反,若能使汽轮机排汽温度下降5℃,则?ηt/ηt将增大1%以上。这些都说明凝气设备的重要性。

   以水为冷却介质的凝汽设备,由凝汽器、抽气器、循环水泵以及它们之间的连接管道、阀门和附件等组成。汽轮机的排汽进入凝汽器,循环水泵不断的把冷却水打入凝汽器,吸收蒸汽凝结放出的能量蒸汽被冷却并凝结为水。凝结水由凝结水泵抽走。凝汽器内压力很低,比较容易漏入空气,空气将阻碍传热,因此用抽气器不断的将空气抽走。

   凝汽器内为什么会形成真空?这是因为凝汽器内的蒸汽凝结空间是汽水两相共存的,其压力是蒸汽凝结温度下的饱和压力。只要冷却水温不高,在正常情况下蒸汽凝结温度也就不高,如30℃左右的蒸汽凝结温度所对应得饱和压力约只有4~5kPa,大大低于大气压力,就形成了高度真空。凝气设备的工作原理

1.4凝气设备的任务

 凝汽设备的任务:一是在汽轮机的排汽管内建立并维持高度真空;二是供应洁净的凝结水作为锅炉给水。

   给水不洁净将使锅炉结垢和腐蚀分积盐垢,使新蒸汽夹带盐分,此盐分在汽轮机通流部分结垢后,影响电厂的安全经济运行。300Mw机组的给水量达1000t/h左右。容量越大,给水量越大。若都靠软化水,则设备投资和运行费用都很昂贵。而凝汽器洁净的凝结水,正好可大量用作锅炉给水,为此必须保证凝结水质不被污染。如果冷却水管被腐蚀或水管在管板上的胀口松脱,则管内压力较高的不洁净冷却水将漏到凝结水一侧,污染凝结水,水质不合格的凝结水,不能用作锅炉给水。 

2.空冷技术的概述

2.1空冷技术的分类

空冷是指采用翅片管式的冷却器,直接或间接用环境空气来冷却汽轮机的排汽,目前国际、国内得到实际应用的电站空冷系统共有三种:直接空冷系统;采用混合式凝汽器<哈蒙系统>的间接空冷系统;采用表面式凝汽器<海勒系统>的间接空冷系统,后两项又称间接空冷系统。

空冷技术早在30年代末即应用于火力发电厂,国内空冷技术研究工作开始于60年代. 我国现在已引进(或合资)了直接空冷系统的设计和制造技术,但还没有较大机组示范电站运行,后两种间接空冷系统已应用在三座电站中。

直接空冷系统的优点是一次性投资低,易于在所有大气温度下实现冷却空气的均匀和稳定分布;缺点是风机消耗电力,冷却空气与汽轮机乏气直接进行热交换。哈蒙系统的优点是不消耗电力,冷却空气与汽轮机管汽不直接进行热交换,冷却水量可根据季节调整;缺点是采用钢翅片管束和表面式冷凝器,设备大多为钢制,一次性投资高。海勒系统的优点是投资较低,节省主厂房占地面积;缺点是系统复杂,冷却水与汽轮机乏气直接接触。

电厂采用空冷系统的最大优点是大量节水,最大缺点是一次性投资高、煤耗高,因此,它最适宜用在富煤缺水地区建设。

从国内外投运的情况来看,直接空冷系统和表凝式间接空冷系统都有600MW等级的机组正常运行,海勒式间接空冷系统因其系统复杂,循环水品质要求与凝结水品质相同而在300MW 等级以下,所以本工程进行只做直接空冷系统和表凝式间接空冷系统的优化比较。

1、 海勒式间接空冷系

海勒式间接空冷系统(如图1-1所示)主要由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔构成。由外表面经过防腐处理的圆形铝管、套以铝制翘片的管束所组成的“∧”形排列的散热器,称为缺口冷却三角,在缺口处装上百叶窗就成为一个冷却三角。系统中的冷却水都是高纯度的中性水(PH=6.8~7.2)。中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排气混合,并将其冷凝。受热后的冷却水绝大部分由冷却水循环被送至空冷塔散热器,经与空气对流换热冷却后通过调压水轮机将冷却水再送至喷射式凝汽器进入下一个循环。受热的循环冷却水中的极少部分经凝结水精处理后送至汽轮机回热系统。 该系统中的调压水轮机有两个功能:①通过调压水轮机导叶开度来调节喷射式凝汽器前的水压,保证形成微薄且均匀的垂直水膜,减少排气通道阻力,使冷却水与排气充分接触换热;②回收能量,减少冷却水循环的功率消耗。调压水轮机在此空冷系统中的连接方式有两种:一种是在许多空冷电厂已采用过的立式水轮机与立式异步交流发电机连接,另一种连接是卧式水轮机与卧式冷却水循环泵、卧式电动机的同轴连接。后一种连接方式可以在工程中使用,但目前尚未见投运的实例。 海勒式间接空冷系统的优点是:①以微正压的低压水系统运行,较易掌握,可与中背压汽轮机配套;②冷却系统消耗动力稍低,厂用电稍少,约为90%;③基建投资中等,为120%;④占地面积中等,为156%。其缺点是:①铝制空冷散热器耐冲洗、耐抗冻性能差;②空冷散热器在塔外布置,易受大风影响其带负荷的能力;③设备系统复杂,且有薄弱环节。海勒式间接空冷系统适合与气候温和、无大风地区,带基本负荷。

二  哈蒙氏间接空冷系统

      哈蒙氏间接空冷系统如图1-2所示。这种空冷系统是在海勒式间接空冷系统运行实践基础上发展起来的。鉴于海勒式间接空冷系统采用的喷射式凝汽器,其运行端差实际值和表面是凝汽器端差相比较没有明显减少。在喷射式凝汽器中,循环冷却水与锅炉给水是连通的,由于锅炉给水品质控制严格,系统中要求设凝结水精处理装置;对高参数、大容量的火电机组,给水水质控制和处理尤为困难,于是在单机容量300和600MW级火电机组发展了哈蒙氏间接空冷系统与直接空冷系统。哈蒙氏间接空冷系统由表面是凝汽器与空冷塔构成。该系统与常规的湿冷系统基本相仿,不同之处是用空冷塔代替湿冷塔,用不锈钢管凝汽器代替铜管凝汽器,用除盐水代替循环水,用密闭式循环冷却水系统代替开敞式循环冷却水系统。在哈蒙氏间接空冷系统回路中,由于冷却水在温度变化时体积发生变化,故需设置膨胀水箱。膨胀水箱顶部和充氮系统连接,使膨胀水箱水面上充满一定压力的氮气,这样即可对冷却水容积膨胀起到补充作用,又可避免冷却水和空气接触,保持冷却水质不变。在空冷塔底部设有储水箱,并设置两台输水泵可向冷却塔中的空冷散热器充水。空冷散热器及管道满水后,系统即可启动投运。哈蒙氏空冷系统的散热器有椭圆形钢管外缠绕椭圆形翘片或套嵌矩形钢翅片的管束组成,椭圆形钢管及翅片外表面进行整体热镀锌处理。该系统采用自然通风方式冷却,将散热器装在自然通风冷却塔中。哈蒙氏间接空冷系统类似于湿冷系统,其优点是:①节约厂用电,设备少,冷却水系统与汽水系统分开,两者水质可按各自要求控制;②冷却水量可根据季节调整,在高寒地区,冷却水系统中可充以防冻液防冻;③空冷散热器在塔内布置,其带负荷能力基本上不受大风影响。其缺点是:①空冷塔占地大,基建投资多,约为126%;②发电煤耗多,约为105%;③系统中需要两次换热,且都属于表面式换热,使全厂热效率有所降低。哈蒙氏间接空冷系统适用于核电站、热电站和调峰大电厂。

3、直接空冷系统

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气直接由空气来冷凝,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。直接空冷的凝气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,这些管束亦称为散热器。 直接空冷系统的流程如图1-3所示。汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内,轴流冷却风机是空气流过散热器外表面,将排汽冷凝成水,凝结水再经泵送回到汽轮机的回热系统。 直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽由管道引入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。 空冷凝汽器分主凝汽器和分凝汽器两部分,主凝汽器多设计成汽水顺流式,它是空冷凝汽器的主体可冷凝75%~80%的蒸汽;分凝汽器则设计成汽水逆流式,形成空冷凝汽器的抽空气区域,设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅的将系统内的空气和不不凝结气体排出,避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区,冬季形成冻结的情况。 空气区的抽真空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、排气管道及凝结水箱等设备内部形成真空,通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器。本系统的作用是在机组启动时将一些汽水管道系统和设备中积集的空气抽掉,一边加快机组启动速度,以及在正常运行时及时抽掉蒸汽和疏水中以及泄漏入真空系统的空气和其它不凝结气体,以维持凝汽器真空和减少设备等腐蚀。抽真空系统中设有破坏阀门,当需要破坏系统真空时,可开启真空破坏阀。 在直接空冷系统中,空冷凝汽器的布置与风向、风速及电厂主厂房朝向都有密切关系。中、小型机组可直接在汽轮机房屋顶布置空冷凝汽器,大型机组的空冷凝汽器通常在紧靠机房A列柱外侧与主厂房平行的纵向平台上布置若干单元组,其总长度与主厂房长度基本一致。每个单元组由多个主凝汽器与一个分凝汽器组成“人”字形排列结构,并在每个单元机组下部设置一台大直径轴流风机。  直接空冷系统的其他的主要特点还有:⑴ 汽轮机背压变幅大。汽轮机排汽直接由空气冷凝,其背压随空气温度变化而变化。我国北方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。⑵ 真空系统庞大。汽轮机排汽要由大直径的管道引出,用空气作为直接冷却介质,通过钢制散热器进行表面热交换,冷凝排汽需要较大的冷却面积,故而真空系统庞大。⑶ 耗能大。直接空冷系统所需的空气由大直径风机提供,风机需要耗能,根据国外资料,直接空冷系统自耗电占机组发电容量的1.5%左右。⑷电厂整体占地面积小。由于空冷凝汽器一般都布置在汽机房顶或汽机房前的高架平台上,平台下仍可布置电气设备等,空冷凝汽器占地得到综合利用,使电厂整体占地面积减少。⑸ 冬季防冻措施比较灵活可靠。间接空冷系统的主要防冻手段是设置百叶窗来调节和隔绝进入散热器的空气量,若百叶窗关闭不严或驱动机构出现机械或电气故障,将导致散热器冻结。而直接空冷系统可通过改变风机转速、停运风机或使风机反转来调节空冷凝汽器的进气量,利用吸热风来防止空冷凝汽器的冻结,调节相对灵活,效果好且可靠。已有运行经验证明。⑹凝结水溶氧量高。由于直接空冷机组的真空系统庞大,易出现负压系统氧气吸入,又由于机组背压偏高,易出现凝结水过冷度偏大,进一步加大了凝结水中溶解氧的含量。       

直接空冷的缺点是:①风机群噪声污染环境。②风机群消耗动力大约为100%,维修工作量大。③热风抽吸到进风口,影响冷却效果。④系统的负压区域大,制造、施工必须精心,以维持高度的严密性。⑤发电煤耗多,约为103%。直接空冷适用于各个环境条件和各类燃煤电厂,要求煤价低廉,最好带基本负荷。

          

2.2空冷技术的现状和发展

    电厂空冷技术的提出已有50余年的历史,经历了容量由小到大,技术由不成熟到成熟,应用地区由炎热的南方到寒冷的北方,由不受重视到大力提倡的过程,其发展前景越来越广阔。近年来,国内外发电厂空冷技术得到飞速发展。成果显著。

    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; 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>.

    3种空气冷却方式都已得到成功的应用,,技术上是成功的,运行上是可靠的。直接空冷系统无论在单机容量还是在应用上都发展较快,间接空冷系统的展较为缓慢。

    当今世界上最大的空冷机组单机容量,直接空冷机组为南非马丁巴发电厂的665MW,具有表面式凝汽器的间接空冷机组为南非肯达尔发电厂686MW,具有混合式凝汽器的间接空冷机组为伊朗325MW。

   当前,国内直接空冷发电厂发展空前迅速,是否有些过热,值得注意。在国外,海勒式间接空冷系统还是得到一定的应用与发展,如伊朗的众多的燃气一蒸汽联合循环发电厂就采用海勒式间接空冷系统。

   1987~1988年,在大同第二发电厂各投入1台200MW的海勒式间接空冷机组,1992年后在丰镇电厂相继投入4台海勒式间接空冷机组,1993~1994年在太原第二热电厂投入2台具有表面式凝汽器的间接空冷机组,为我国电厂空冷事业的发展奠定了基础。

2001年,我国第1台小型直接空冷机组——山西义望铁合金厂 6000KW直接空冷机组成功投入运行,人们对直接空冷系统有了良好的直观印象。    

     2003年11~12月,山西大唐国际云岗热电有限责任公司2×200MW直接空冷机组投运。2004年秋,山西漳山发电有限责任公司2×300MW,直接空冷机组投运。2005年4月和5月,大同二电厂2台600MW直接空冷机组投运。说明我国直接空冷系统近几年发展很快。据不完全统计,当前已建和在建的单机容量125MW及以上的直接空冷发电厂共31座, 总装机容量约28810MW,。其中已投产26台,装机容量为9070MW。

 一 直接空冷技术的发展趋势

      ㈠ 直接空冷机组朝着高参数 大容量方向发展

        由于空冷凝汽器制造技术不断发展,直接空冷机组的参数和容量也在不断增大,由原来的超高压、亚临界向超临界、超超临界发展。我国哈尔滨汽轮机制造有限公司已和大同第二电厂签署了制造2台600MW超临界直接空冷汽轮发电机组的协议。不就的将来,超超临界直接空冷汽轮机发电机组也会问世。

     ㈡ 空冷散热器向“大而少”方向发展

        即空冷凝汽器的管排数减少,长度增加。

     ㈢ 通风方式趋向“多样化”

        针对机械通风冷却方式的部分缺点,目前已经开发出采用自然通风塔的直接空冷系统,自然通风由于通风塔的存在,消除了热风再循环的影响,另外,由于取消了风机,减少了厂用电,不再有风机噪声危害。

      ㈣ 应用范围扩大 

          随着水资源的日益匮乏,直接空冷汽轮机的应用范围不断扩大,不但用于干燥地区,而且用于水资源相对比较充沛的地区;不但用在火电机组,而且用于核电厂、燃气-蒸汽联合循环电站。

          

        

2.3空冷技术在我国的应用

一、直接空冷凝汽器系统的发展

循环冷却系统是电力生产过程中的一个重要环节,做过功的汽轮机乏汽需要在凝汽器中冷却凝结,然后重新循环。常规湿冷机组是采用自然通风冷却塔形式,以水为冷却介质,其中循环水损失(蒸发损失、风吹损失和排污损失)约占电厂耗水量的80%;而空冷机组是以空气为冷却介质,其中间接空冷系统主要有带喷射式凝汽器的海勒式系统,带表面式凝汽器的哈蒙氏系统和直接空冷系统。无论是采用密闭循环冷却水的间接空冷方式,还是无循环冷却水的直接空冷方式,都不产生循环水损失,只需锅炉补水和其他用水即可,所以电站耗水量明显减少,在相同的水资源下可多装机至原来的三倍以上,具有长远的经济效益。 电站空冷凝汽器技术的开发应用自世界上第一台15MW直接空冷机组于1938年在德国一个坑口电站投运至今已有近70年的历史。直接空冷技术的发展主要是围绕空冷凝汽器管束进行的,空冷凝汽器所用的翅片管基本上是表面镀锌的椭圆形钢管加钢质翅片,或圆形钢管加铝翅片。 在直接空冷凝汽器发展初期的20世纪60年代,由于受加工工艺的,翅片管的内径较小。为了将蒸汽侧的压力损失控制在合理范围内,单管长度一般为7m左右。为了获得足够的换热面积,蒸汽管束不得不采用2排、3排甚至4排管片。由于多排管组成的管束,空气(蒸汽)流会产生死区,换热面积不能像单排那样被100%利用,而且多排管空气流阻力大,其空冷风机必然要多耗电能,另外,管束外可能会出现死区,在冬季流动不畅的不可凝结气体和凝结水容易结冰。因此直接空冷技术的优越性显得不够突出,其发展和推广也受到了一定制约,基本上都在单机容量比较小的发电机组上使用。 20世纪80年代初,翅片管直径由25.4mm扩大到38mm,单管长度也相应加长到10m,组成管束的翅片管排数也相应减少,使用空冷技术发电机组的单机容量也相应增大。20世纪80年代中期以后,翅片管直径已经扩大到50mm以上,组成管的翅片管减少到只有一排,这也就是目前使用的具有特殊形状的单排椭圆形翅片管的空冷凝汽器。 空冷风机的发展,特别是变频技术的应用,对直接空冷技术的发展和推广起到很大的推动作用,它为防止空冷技术在严寒的冬季发生冰冻提供了更为灵活的控制手段。由于空冷凝汽器制造技术不断发展,解决了空冷技术在应用上的诸多难题,使其优点更为突出,为其在大容量机组上的应用铺平了道路。空冷技术已经为越来越多的国家认同和使用,使用空冷凝汽器的机组从无到有、容量从小到大,世界上相继出现了一批200、300甚至600MW及以上的大容量直接空冷机组,如伊朗Touss电站(4×150MW),1970年7月后相继投产的西班牙Utrillas火电厂(单机容量160MW),1978年投产的美国Wyodak电站(单机容量330MW),1986年后相继投产的南非Maimba电站6×685MW等等,至今运行良好 。

2、空冷技术在我国的应用

   我国是一个以煤炭资源为主的能源国家,其中燃煤发电约占全部电源的 70%,而且在近期仍不会改变这种电力能源以煤电为主的比例。我国还是严重缺水的国家,水资源短缺已成为制约经济社会发展的主要因素。按目前的正常需要和不超采地下水,全国缺水总量约为400亿m3,全国现有668座城市,约有400座城市缺水。

      我国电力工业发展迅速,大容量、高参数的大型火电机组日益增多,其年耗燃料及水资源相当可观,其中水资源的矛盾已是制约我国大部分地区发展的一个重要因素,尤其是西部地区,富煤缺水,要开发这些地区的能源,除了有关工业、农业均要采取节约水措施外,电力行业建设采用大型空冷机组是非常经济而有效的措施。 我国于20世纪60年代开始火电空冷技术的研究,但都属于小型机组。“七五”期间,我国从匈牙利进口两套200MW带喷射式凝汽器的海勒式间接空冷系统设备,同时引进了海勒式系统的空冷技术,与东方汽轮机厂和电机厂生产的200MW汽轮发电机组配套,在山西大同第二发电厂分别于1987年和1988年投产。 “八五”期间,太原第二热电厂的2台200MW供热空冷机组经论证,参照大同第二发电厂运行的实践,确定采用带表面式凝汽器哈蒙氏间接空冷系统。哈蒙氏系统是哈蒙公司在购买匈牙利海勒式系统专利后经研究改进的间接空冷系统,它与海勒式系统的主要不同是采用了表面式凝汽器和钢管钢翅片散热器,是循环冷却水与锅炉给水分成两个的系统,其水质可以按各自的标准和要求进行化学处理,因而简化了系统,方便运行操作,增加了空冷设备运行的可靠性。 从1992年起,哈尔滨发电设备制造基地为内蒙古丰镇电厂制造了4台200MW空冷机组,采用了海勒式间接空冷系统。这几台节水型空冷机组投入运行,缓解了缺水地区的电供需矛盾和用水紧张状况,同时也积累了很多设计、制造、安装和运行经验,为发展我国大型空冷机组奠定了良好的基础。山西交城义旺铁合金制备电厂6MW直接空冷机组是我国首台投产的直接空冷机组;2003年11月,我国首台大容量空冷机组在大同平旺电厂1号机组(200MW)顺利完成96h试运并移交生产,2003年12月,2号机组也顺利建成投产;2004年9月、10月,山西漳山发电有限责任公司的2台300MW直接空冷机组相继完成168h试运行并移交生产;山西华能榆社电厂2×300MW直接空冷机组于2004年投产;大同第二发电厂2×600MW直接空冷机组于2005年4月投产;同时山西、内蒙古、东北等地还有许多空冷机组在建设中。上述的2×200MW、2×300MW、2×600MW机组添补了我国大型直接空冷机组的空白,标志着我国发电厂空冷技术已经跟上了世界的脚步,为我国大型直接空冷机组的发展取得了宝贵的经验。表1-4给出了我国空冷机组应用情况。

2.4空冷技术的前景 

   在我国的西北部分地区常年缺水,部分地区年降水量不足200mm,如柴达木盆地仅有17.3mm,欲在这些地区建设大型火电基地,则必须选择空冷系统。

     我国煤炭资源十分丰富,在缺水西北地区都有较高的煤炭蕴藏量。仅山西省,年产煤炭就达到3亿吨。建设坑口电厂,可以减少因煤炭运输对公路、铁路带来的运输压力。据测算,装机容量达到 40000MW可以减少1亿吨煤的运输。由此可见,变运煤为输电具有很高的社会效益和经济价值。

     空冷技术因其不依赖水源,在富煤缺水地区有极广的应用前景。如我国的山西、内蒙等省份,应积极发展煤矿坑口空冷电厂,变运煤为输电,从而提高经济效益和环保效益。在部分水价较高的地区,依然可以对空冷机组进行具体的投资收益分析,当节收益大于空冷机组建设和维护增加的成本时,应当优先考虑采用空冷机组。随着水资源的日趋紧张,高效节水的空冷技术将更具有经济优势和环保效益。

     所以,就我国目前空冷技术的水平和发展,空冷技术还有更大的空间和潜力,我相信在不久将来,空冷技术将会全面的运用于电厂,它不仅具有经济优势和环保效益,而且,空冷技术的突破是具有跨时代意义的!   

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西安电力高等专科学校

西安电力高等专科学校_动力工程__系_2012_届毕业设计(论文)题目:学号:姓名:指导教师:专业:班级:完成时间:2013年月日1.概述1.1凝气设备的分类现在电站使用的凝汽器主要是以水为冷却介质的表面式凝汽器。在缺水地区和列车电站上,可用空气凝汽器。1空气凝汽器直接冷却空气凝汽器系统中,汽轮机排气进入热交换器冷却凝结,热交换器一般用具有鳍状散热片的管束组成,蒸汽进入管束内侧,空气在管外流过,为了加强冷却,可用风扇机力通风。由于空气传热系数很低,所以冷却表面积很大,整个凝汽器的体积庞大,无法
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