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1、直接空冷系统课件,胡愿华 2011.08.09,空冷系统讲课主要内容,直接空冷系统的流程及原理 避免热风回流及冬季防冻 主要组成部分介绍 直接空冷机组运行特点 直接空冷系统的技术参数 主要设备原理结构介绍 抽真空系统,空冷俯视图,现场布置,直接空冷机组的流程,直接空冷的流程,直接空冷系统的流程及原理,空冷凝汽器由“A”屋顶型翅片管排构成。每组管排包含8个模块（6个顺流模块和2个逆流模块）。模块间有隔墙，每个模块由12个翅片管束构成，每个管束包含36根管道。下方布置的轴流风机迫使冷却空气流过翅片，空冷器管束外围周圈被风墙包围着，以将热空气出口与冷空气入口分开，阻止排出的热空气被短路吸入。 蒸汽通
2、过2组大孔径管道流入凝汽器。主蒸汽排气管道被支撑在大约40米高处的钢结构悬臂梁处。为限制2组排汽装置之间的压力，安装了1个平衡管。每个管道系统分流成4个上升管和沿每组管排的顶部布置的蒸汽分配管，蒸汽通过蒸汽分配管进入顺流冷凝管束顶部的翅片管道。,直接空冷系统的流程及原理,蒸汽在管道内下行的过程中已经被部分冷凝。凝结水和非冷凝蒸汽通过“A“型屋顶结构底部的大尺寸蒸汽凝结水联箱收集。大约80的蒸汽通过顺流管束冷凝（蒸汽和凝结水自上而下同向流动），大约20剩余蒸汽通过与蒸汽凝结水联箱的底部连接的逆流冷凝管束，蒸汽通过逆向流动冷凝，即：剩余蒸汽和不可冷凝的气体向上流动，而凝结水向下流入蒸汽凝结水联箱。
3、通过这种方式，凝结水总能从蒸汽获得热能，避免发生过冷现象。 不可冷凝的气体在逆流冷凝管束顶部附近汇集，被吸入逆流冷凝管束顶部布置的空气集管内。这些集管与抽真空系统相连，以便从空冷凝汽器内抽走不可冷凝的气体。蒸汽凝结水联箱内收集的凝结水在重力作用下排入汽轮机排汽装置下的凝结水箱，由凝结水泵输送至除氧器。,热风回流,多出现4级风力（7m/s）且炎热季节里。这时，若有不利风向伴以大风而且炎热气候带大负荷时，正常的热气团被破坏，迫使热气团下压，吸入空冷风机群进风口的状态如下图所示。,热风回流,热风回流防范措施,1）应避免在夏季主导风向方位，将空冷岛处于主厂房的下风侧位置。我厂全年以西北风为主，故空冷岛
4、布置在了主厂房的北侧。 2）空冷平台四周安装与散热器顶部等标高的挡风墙，防止热风再循环。 3）在夏季高温时段机组满负荷运行时，应密切注意环境风速增大的情况，尤其是南风（炉后来风）风速增大的情况，适时减低机组负荷，留给机组适当的背压裕度，以应对环境风的突发情况。,空冷防冻,在机组处于空负荷或低负荷运行时，蒸汽流量很小，经试验发现加上旁路系统的蒸汽流量也不能达到空冷凝汽器全部投入时的设计流量。此时，即使将所有风机全部停运，由于此时蒸汽流量很小，当蒸汽由空冷凝汽器进汽联箱进入冷却管束后，在由上而下的流动过程中，冷却管束中的蒸汽与外界冷空气进行热交换后不断凝结。由于环境温度很低，远远低于水的冰点温度，
5、其凝结水在自身重力的作用下，沿管壁向下流动的过程中，其过冷度不断增加，当到达冷却管束的下部（即冷却管束与凝结水联箱接口处）时达到结冰点产生冻结现象。在冷却过程中蒸汽不断凝结并不断在冷却管束的下部冻结，,从而造成冷却管束内的蒸汽发生滞流，最终使冷却管束冻坏。另外，即使空冷凝汽器内的蒸汽流量在其设计值之内（即：在正常运行中），如果调整不当或负压系统（机侧和空冷凝汽器）泄漏量过大时，在冷却空气量过剩的情况下，ACC中漏入的过量空气在冷却管束内对热蒸汽形成阻滞，降低了冷却管束内热蒸汽的流动速度，严重时将会形成阻塞，从而导致局部椭圆冷却管过冷，在这种情况下同样也会出现上述冻结现象。 空冷凝汽器冷却管束的
6、冻结由两方面原因所致。其一是空冷凝汽器内的蒸汽流量低于其设计值；其二是冷却空气量过剩且热蒸汽内空气含量过剩。而且以上两方面原因出现的前提条件必须是环境温度低于0，环境温度的高低是不以人的意志而改变的。所以，对空冷凝汽器的防冻只能从“控制蒸汽流量与冷却介质冷空气流量和负压系统的泄漏量”来实现。,逆流风机反转,逆流风机反转: 逆流风机反转只能在手动模式下进行.反转的目的是将热空气回抽,给管束提供较高的环境温度. 反转不宜长时间进行,尤其是在蒸汽减少的情况下(因为无法满足逆流大于顺流的要求),主要组成部分,空冷凝汽器包含下述功能组：蒸汽管道、带有风机单元的蒸汽冷凝器、凝结水箱、抽真空系统、清洗系统、
7、蝶阀。 附带系统，冲洗系统、喷淋系统,空冷凝汽器的模块,1 底层结构、立柱、 栅格 2 模块栅格 * 3 风机盖板 4 风筒(将空气分割，减小风机入口吸风效应) 5 风机支撑梁，带护栏、电机、齿轮箱以及风机毂 6 有完整构架的管束* 7 凝结水收集管连接段 8 挡风墙框架 * 9 挡风墙侧板 * 10 全套风墙 11 带焊接边缘及人孔的,蒸汽分配管 12 凝结水收集管,6,5,1,4,3,2,12,2,7,11,空冷风机电机及油站,真空泵及电机参数,风机,1、风机 布置为空气无障碍通过叶轮外套。叶片数量7片，直径9144 mm、叶片角度 17.2，叶片温度范围20C +100C.通过洁净饱和湿
8、空气，无水滴。 设计风机速度76.9RPM，所有风机可以以120%额定速度运转。 叶轮包括一个装有可静止调节叶片的毂盘，叶片材质是强化聚酯玻璃钢(GRP). 叶轮用连接法兰和锁板固定。 数量8 x8台，其中逆流2 x 8台，减速箱不安装防逆转设施，可逆转。,减速箱,齿轮箱为并联轴型。减速齿轮箱及其轴承设计考虑了连续不平衡力及半径回转运动不平衡力。一旦风机叶片失灵，风机将立即减速至停止状态，该力只在很短时间内存在。 除低速轴轴承用油脂润滑外，齿轮及轴承用合成油或矿物油润滑。 减速箱上部的轴承通过一个油泵润滑，该油泵受压力开关保护。压力开关用来检测油润滑故障，布置在润滑油管中。 减速箱还配置了一个
9、外部油量计控制油面。油量计设置在减速箱上面，从维护平台容易到达。,风机驱动电机,风机经减速齿轮箱通过配置变频器的异步电机驱动(VFD) 。电机垂直布置在减速箱上面。功率132kw,转速1000Rpm，减速比12.8，保证55Un下可启动，,蝶阀,管道外径3020mm，压力0.49 bar，对焊连接，开关时间小于120s，阀体有伴热（包括保温），配合隔离阀，在凝结水管上各装有一台隔离阀和一台旁路阀。这样设计的目的是在冬季防冻之用。凝结水隔离阀的旁路阀的作用是，当蒸汽阀和凝结水隔离阀都关闭后通过旁路阀排水。 执行机构有扭矩开关、限位开关、手动过载、远程控制/就地功能， 锅炉自然冷却72小时后的冷启
10、动，使用7个隔离阀时导入空冷系统的热量足以让空冷系统在 -35C下免于冷冻 为了在严寒工况下于汽机启动前更好地加热空冷系统，冷启动点火后延迟汽机启动。因汽机运行蒸汽焓与旁路蒸汽的焓值相比较低。,冲洗水系统,系统包括每纵冷凝器两侧的可移动扶梯、安装在扶梯上的水流分配集管及安装在集管上方的雾化喷嘴。水流通过一软管供给至扶梯。由於扶梯可平行于管束表面由人工移动，这样水流分配均匀，清洁工作持续有效。先清洗冷凝器一侧，然后在清洗另一侧。每一侧应清洗6遍。(每个扶梯安放6个集管，1/6的管道可被同时清洗。这样作的目的是为了限制清洁用水的水流量。) 清洁应自上而下，从顶部母管开始，至中间母管，最后清洁底部母
11、管。高压水喷嘴均匀分布并与水流分配集管固定，全部垂直于管束，并通过一软管与供水装置/泵连接。最好在机组停运、ACC处於真空状态下期间实施清洁，在机组运作时亦可实施清洁。,喷淋水系统,为了有效地降低机组的背压，提高机组的效率，平稳顺利地防暑过夏，二期空冷岛加装了喷淋水系统，即为每个风机加了10个雾化喷头，使除盐水经过雾化被风机直接吹到散热管束上，降低散热管束的温度，从而使管束中的蒸汽能够更好地被冷却。,直接空冷机组运行特点,发电厂采用翅片管式空冷散热器，直接用环境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为直接空冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。根据理论计算和实测结果，与同容量湿冷机组相
12、比，空冷机组冷却系统本身可节水97以上。全厂性节水约65，即相同数量的水，可建设的空冷机组比湿冷机组的规模大三倍。所以，空冷机组是“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。 大型直接空冷机组因其投资少、占地面积小、节水、防冻和夏季运行方式灵活可靠等得到快速发展并逐渐占据领先地位 。,相对于湿冷机组，由于排汽的冷却方式不同，因而在结构上也有特殊要求。湿冷600MW机组的背压一般为4-28KPa，而空冷的背压最高可以达到65KPa。背压高、背压变化范围大和背压变化频繁的特点对汽轮机叶片和机组轴承提出了特殊的要求。 1、选用长度只有665mm的短、粗、壮、空冷末级叶片，提高了空冷机组的适应
13、性与经济性。 2背压的变化也引起排汽温度随之大幅变化，机组轴承采用落地结构 3、夏季，气温普遍较高，空冷岛温差小，如再叠加自然大风的影响，风机调节效果差，必然对机组的运行产生影响。 4、真空系统严密性是一个普遍存在的问题。真空容积庞大，汽轮机泄漏、安装焊接等原因，都会在很大程度上影响真空系统的严密性，致使机组背压提高，增大了煤耗，降低了机组带负荷的能力。 5、污垢影响空冷凝汽器通风和散热，每年用合格水质冲洗23次， 6、电厂整体占地面积小，全厂性节水约65，一般采用三台电泵。背压高，煤耗较大，大型风机多，厂用电也高。,空冷RB,空冷RB触发条件为： 1）机组负荷大于400MW且背压大于53KP
14、a； 2）机组负荷大于400MW且背压大于48KPa，且当前背压上升速率为1.5Kpa/min； 空冷RB动作结果如下： RB触发后机组最大出力降为50%，速率为600MW/min； 由上至下以5s间隔切除一台或两台磨煤机直至运行磨煤机等于3台； 同时将汽机主控切至压力回路工作，即汽机控制主汽压力 空冷RB必须手动复位，RB信号才能消除；,抽真空系统,空冷系统庞大，启动时抽真空时间长，漏入空气的可能性大，冬季运行时，漏空处局部温度降低甚至冻结。 如果空气漏入凝汽器，会引起 真空降低 传热效果降低 凝结水的含氧量增加，设备的腐蚀速度加快 蒸汽分压降低，其凝结水温度低于凝汽器内总压力所对应的饱和温度，过冷度增加。,水环式真空泵的工作原理图：,水环式真空泵的工作原理图：,Over,
