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华北电力技术
NORTH CHINA ELECTRIC POWER NO S 2OO4
-综述-
直接空冷凝汽器的发展和现状
DevelOpment and Present SituatiOn Of Air -cOOled COndenser
京1OOO4SD
大唐托克托发电有限责任公司(内蒙古呼和浩特O1OO2OD
摘
要:纵观空冷凝汽器系统的发展过程及世界
华北电力科学研究院有限责任公司(北
赵之东杨丰利
却塔内 也在管束内流动而不与空气直接接触 各国电力建设和生产现状 分析直接空冷凝汽器机组的优越性 特别是我国 在经过山西大唐云冈热电的成功实践以后 证明在电力建设中 发展直接空冷技术是明智之举
关键词:直接空冷; 凝汽器; 发展现状中图分类号:TK 264-1+1文献标识码:A
文章编号:1OO3-9171(2OO4D OS-OO44-O7
1
凝汽器
凝汽器的作用就是把汽轮机排出的蒸汽凝结
成水 与真空抽气装置一起维持汽轮机排汽缸和凝汽器内的真空 并把凝结水回收作为锅炉的补给水
按冷却方式分类 凝汽器可以分为两大类 即水冷式凝汽器和空冷式凝汽器 1-1
水冷式凝汽器
水冷式凝汽器是封闭的 其管束内侧通循环冷却水 管束安装在一个封闭壳体内 循环水冷水在管束内流动 汽机排汽在管束和凝汽器外壳间流动
按照循环水的循环方式又分为开式和闭式两种 开式系统的循环水取自海水或河水 闭式系统则通过冷却塔对循环冷却水进行直接空冷~回收和再循环 1-2
空冷式凝汽器
空冷式凝汽器又可分为间接空冷式凝汽器和直接空冷式凝汽器
1-2-1间接空冷式凝汽器
间接空冷式凝汽器和水冷式凝汽器一样也是封闭的 其把一部分凝结水送到冷却塔冷却后 再循环送回凝汽器作为凝汽器的冷却水 其与水冷式凝汽器不同的是循环水使用凝结水 即使在冷
1-2-2直接空冷式凝汽器
直接空冷式凝汽器相对于前两种凝汽器是非封闭式的 汽轮机排出的蒸汽在鳍片管束内流动 空气在鳍片管外对蒸汽直接冷却 为了提高冷却效果 管束下面装有风扇进行强制通风(本文将重点介绍该类直接空冷凝汽器D 或将管束建在自然通风塔内
水冷式凝汽器系统采用的是传统的冷却方式 直接空冷凝汽器由于特点突出 已经开始被世界各国认同并推广 由于间接空冷凝汽器系统相对于直接空冷凝汽器系统设备多~造价高~维修量大~运行难度大且可靠性较差 所以它将只是水冷凝汽器系统和直接空冷凝汽器系统之间的一个过渡 直接空冷凝汽器是今后发展的必然方向
2
直接空冷凝汽器系统
2-1
直接空冷凝汽器系统的构成和工作过程直接空冷凝汽器因为用空气直接冷却 风向
和风速对其效率影响很大 因此直接空冷凝汽器一般都安装在4O m 以上的高空
直接空冷凝汽器分成若干单元 每单元又由若干组管束组成 其中一组管束为逆流管束 其余的为主管束 每个管束下部都有1台强制冷却风机 每组管束都由组合成A 型的两个管束组成; 每个管束有n 个并列的鳍片管 主管束最上端与汽轮机的排汽管连接 下端两侧分别连接到两根凝结水收集管上; 逆流管束下部两侧也分别连接到两根凝结水收集管上 从其上部最冷点接出管道与真空抽气装置连通
从汽轮机排出的蒸汽通过大直径的蒸汽管道输送到各单元管束上部的蒸汽分配管 进入主管束以顺流方式从上向下流动 约有8O%的蒸汽被冷凝成水; 剩余的蒸汽和不可凝气体一起沿着凝结水汇集管进入逆流管束直至被完全冷凝 凝结
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水沿凝结水管流到凝结水箱 不可凝气体被真空装置抽走0设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出 防止运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区 避免冬季出现冰冻的情况0
空冷风机将冷空气吹到鳍片管束的管道表面 掠过的空气通过对流换热吸收管道内蒸汽的凝结热量02. 2
直接空冷凝汽器系统的发展
(3) 解决了管束内不凝结气体积聚的问题 凝结水流动更加顺畅 减小了凝结水的过冷度和发生冬季冰冻的危险0
(4) 由于重量减轻 支架结构简化 安装工作量相应减少0
(5) 更加紧凑 设备占地面积减少0
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也是功不可没的0它为防止空冷系统在严寒的冬季发生冰冻提供了更为电厂空冷凝汽器技术的开发应用已有约几十年的历史0德国早在1939年就建成了采用空气冷却的发电机组0
直接空冷技术的发展主要是围绕直接空冷凝汽器管束进行的0空冷凝汽器所用的鳍片管(类似于锅炉受热面所用的鳍片管) 基本上是表面镀锌的椭圆形钢管加钢质鳍片或圆形的钢管加铝鳍片0在直接空冷凝汽器技术发展初期的上世纪60年代 由于受加工工艺的限制 鳍片管的内径较小0为将蒸汽侧的压力损失控制在合理的范围内 单管长度一般为7m 左右0为了获得足够的换热面积 凝汽器管束不得不采用2排~3排甚至4排管片0由于多排组成的管束空气(蒸汽) 流会产生死区 换热面积不能象单排管那样被100%利用9而且多排管空气流动阻力大 其空冷风机必然要多消耗电能9管束内可能出现死区 在冬季运行时流动不畅的不可凝气体和凝结水容易结冰0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0
上世纪80年代初 鳍片管直径由25. 4mm 扩大到38mm 单管长度也相应加长到10m 组成管束的鳍片管排数也相应减少 使用空冷技术发电机组的单机容量相应增大0
上世纪80年代中期以后 鳍片管直径已经扩大到50mm 以上 组成管束的鳍片管减少到只有1排0这也就是目前普遍使用的具有特殊形状的单排椭圆形鳍片管的空冷凝汽器0
单排管管束与多排管管束相比 有以下优越性:
(1) 因为管束两侧换热面积被充分利用 空冷凝汽器总换热面积减小 因而造价降低9同时也缩短了制造周期0
(2) 空气流动阻力减小 空冷风机电耗降低 因而降低了运行费用 噪声亦同时降低0
灵活的手段0
由于空冷凝汽器制造技术不断发展 解决了直接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0空冷技术已经为越来越多的国家认同和使用0
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200MW ~300MW 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Matimba 电站(6>685MW ) 等等 至今运行良好0直接空冷技术比间接空冷技术更加有前途 其发展速度已超过间接空冷系统0
自80年代末 我国先后建成并投产了8台大型间接空冷机组0在各方面取得了一些经验的基础上 2001年9月 我国自己设计~制造和安装的国内首台空冷机组(单机容量6MW ) 在山西交城义望铁合金厂自备电厂建成投产0
2003年11月11日 我国首台大容量空冷机组 山西大唐云冈热电有限责任公司(以下简称云冈热电) 1号机组(200MW ) 顺利完成72+24h 试运并移交生产02003年12月13日 2号机组也顺利建成投产0云冈热电1~2号机组填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经验02. 3
直接空冷凝汽器系统的优势
(1) 可以大量节水0
在水冷凝汽器发电机组中 耗水量的90%以上是在冷却塔中蒸发掉的0直接空冷凝汽器采用空气直接冷却 省去了作为中间冷却介质的水0因此 采用直接空冷凝汽器系统的机组比水冷凝汽器发电机组节水约90% 1台600MW 机组的节
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水量在2000 /h 以上O 这是直接空冷机组的最大优势O
因为没有循环冷却塔9也就没有循环水系统的排污问题9没有冷却塔及其临近地区形成水雾和结冰问题9电厂选址非常灵活 电厂无需靠近水源建设O 这给今后电站的建设特别是富煤而干旱缺水地区的电站建设开辟出了一条新路O
(2) 通过优化设计9减少了空冷系统占地面积O
2. 4直接空冷凝汽器系统本身存在的问题和应对方案
由于空冷凝汽器布置在室外9汽水管道存在冰冻的危险9由于其用空气直接冷却9所以其内部压力(真空) 必然会随环境温度大幅度变化O 解决这两个问题9空冷机组发展的道路就将是一片坦途O
(1) 需要配套特殊的汽轮机O
由于采用空气直接冷却9在一年中9凝汽器真空随着环境空气温度大幅度变化9尤其在炎热的在水冷凝汽器系统中9循环冷却水塔和循环水泵房要单独占用一定的建设用地O 采用直接空冷凝汽器系统9通过优化设计9可以将上述用地全部省掉O 比如9将直接空冷凝汽器安装到汽轮机厂房房顶9或者安装在汽轮机厂房A 列外电气设备的上面等等9可以使机组总占地面积减少O (3) 由于蒸汽与空气直接换热9省去了中间介质和二次换热9综合换热效率提高9运行更经济O
(4) 具有较高的社会效益和与水冷凝汽器机组可比的经济性O
在发电厂中9水冷凝汽器和直接空冷凝汽器都有其存在的价值O 在水源充足的地方建设电厂时9考虑到尽量获得最高的经济效益9使用水冷凝汽器当然是最佳选择O 然而9随着水源的日益紧张和水价的不断提高9以及环保要求的日趋尖锐9使用直接空冷凝汽器也就理所当然地摆在了我们面前O
尽管直接空冷机组造价不菲~运行热耗率高~自耗能大9但在靠近煤矿而贫水的地方建电厂9用于空冷的额外费用可能比把大量的煤炭运输到水源充足的地方所需的费用还要少9更何况还可以大量节水O
因此直接空冷凝汽器机组的经济性不仅不见得比水冷凝汽器机组差9而且可能还要好O 尤其是节水所产生的社会效益更是难以估量O
(5) 运行方式方便可靠O
因为直接空冷凝汽器系统都分成几个单元9且均装有隔离阀9所以设备出现问题时关闭隔离阀可以安全地将故障设备与运行系统隔离9又因为每个单元分成若干组管束9每个管束配1台冷却风机9风机可以无级变速9所以运行时可以通过降低风机转速和停运风机等方法9调节某一单元和某一组管束的负荷9控制其凝结水的过冷度和汽轮机背压O
夏季9空冷凝汽器效率较低~真空低9可能降到50kpa 甚至40kpa 以下O 汽轮机必须能适应较宽背压范围尤其是高背压工况的需要O 在高背压工况运行9汽轮机会出现高温排汽O 汽轮机的末级叶片形状~汽封材料~包括排汽缸相关的基架9都需要专门设计9以适应较高的温度和背压O 该问题各汽轮机制造厂均可解决O
(2) 直接空冷凝汽器容易发生冰冻O
由于直接空冷凝汽器在室外露天布置9在寒冷的冬季有发生冰冻的危险9尤其是在设备启动过程中~负荷较低时及系统中聚集不可凝气体的地方O 这是空冷系统面临的一个最为严重的问题O
直接空冷凝汽器系统结冰9会使管束和凝结水管变形9严重时会将管子冻裂9造成相关的设备停运O
从开发空冷凝汽器至今9各制造厂家采取各种措施9来减小冰冻对设备的损坏或防止冰冻O 直接空冷凝汽器管束使用椭圆管9可在一定程度上缓解冰冻对设备的破坏9因为在发生冰冻时9管子截面只是由椭圆形变成原形9不会出现鼓包9更不会被冻裂9空冷凝汽器管束减少排数或使用单排鳍片管束以后9基本消除管内死区9减少了管束发生冰冻的几率9由于空冷风机增加了变频器9转速能够无级调节9使其可以很方便地实现防冻或回暖等功能9在可能发生冰冻时9通过降低相应风机的转速~停运或使其倒转9实现气(汽) 流回暖以化解冰冻9空冷系统由DCS 直接监控9各点温度很方便监视9当温度下降以后9及时采取措施9基本可以杜绝冰冻现象发生O
也就是说9影响直接空冷机组发展的两个瓶颈已经不复存在了O
(3) 存在热空气再循环的可能O
对于直接空冷凝汽器系统9由于有空冷风机强制通风9从冷空气入口到热气出口之间9会产生局部热空气再循环O
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热空气再循环与直接空冷凝汽器的几何参数有关9也与外部风速~风向等有关G
热空气再循环会严重影响直接空冷凝汽器的效率9特别是在炎热的夏天G
现在一般在直接空冷凝汽器周围安装高及蒸汽分配管的挡热板后9热空气再循环的问题即可解决G (4D 高温天气下汽轮机背压升高9影响汽轮机出力G
直接空冷凝汽器的传热面积是按照一定的环境温度设计的G 当环境温度超过该温度时9汽轮机 额定蒸汽参数
主蒸汽流量
主汽门前蒸汽压力主汽门前蒸汽温度再热蒸汽压力再热蒸汽温度汽轮机背压
额定供热抽汽工况
主蒸汽流量
供热抽汽量611. 08t /h 12. 75MPa 535C 2. 177MPa 535C 16kPa 659. 7t /h 390t /h 背压必然升高G 虽然汽轮机可以适应较大范围的背压变化9但一年中总会有一段时间9因为背压超出设计范围9使汽轮机被迫降低出力G
可以采用冲洗的方法9保持直接空冷凝汽器管束外表面清洁9减小热阻9提高直接空冷凝汽器的换热效率G 在万不得已的情况下也可以采用向冷却空气流中喷水的方法提高换热系数9虽然该方法耗水量很大9但在我国现阶段严重缺电的形式下9在不多的几天或者十几天时间里使用还是划算的G
3
云冈热电1~2号机组直接空冷系统
3. ]
机组简介
云冈热电工程安装2台200MW 超高压参数燃煤供热直接空冷发电机组G
锅炉由武汉锅炉股份有限公司制造; 汽轮机由东方汽轮机厂制造; 发电机由东方电机股份有限责任公司制造; 机组热工控制设备采用FOXBORO 公司生产的IA 系列分散控制系统G 3. 1. 1锅炉及其附属设备
锅炉系单炉膛~H 形布置~一次中间再热~燃烧器四角切圆燃烧~配中速磨煤机正压直吹制粉系统~尾部竖井为双烟道~挡板调温~三分仓回转空预器~平衡通风~固态排渣~紧身封闭~全悬吊~高强螺栓连接的全钢架构超高压自然循环汽包炉9型号为WGZ 670/13. 7-11G 锅炉燃用大同煤9不投油最低稳燃负荷35%B -MCR G
3. 1. 2汽轮机~辅机及热力系统
汽轮机为220MW 超高压~一次中间再热~三缸两排汽~直接空冷供热式汽轮机9型号CZK 220/160-12. 7/0. 294/535/535G
主要技术参数如下:
额定功率(ECR D 200MW 最大功率(VWO D
222MW
供热抽汽压力0. 294MPa 发电机功率
164. 5MW 最大供热抽汽工况
主蒸汽流量
690t /h 供热抽汽量450t /h 供热抽汽压力0. 294MPa 发电机功率
167. 518MW
额定功率下热耗率8575kJ /kWh
主蒸汽~再热蒸汽~主给水等系统均采用单元制G
每台机组设1个辅助蒸汽联箱92台机组的辅助蒸汽联箱之间有连通管G
汽机旁路系统采用35%(B -MCR D 容量的简化二级串联旁路系统G
每台机组配备2台100%容量的电动调速给水泵91台运行91台备用G
抽汽回热系统为七级9即3台高压加热器~1台除氧器和3台低压加热器; 加热器疏水采用逐级回流方式G
除氧器采用滑压运行G
主凝结水系统采用中压精处理方式9设有3台50%容量的主凝结水泵9夏季2台运行~1台备用9冬季1台运行~2台备用; 为汇集空冷凝汽器中的凝结水9系统中设有1个凝结水箱G
配备3套水环式真空泵9在机组启动时3套真空泵全部用来抽真空; 在机组正常运行时92套运行~1套备用G
为了回收全厂的启动疏水及正常疏水9节约用水9系统中设有1台20m 3的疏水箱92台疏水泵91台3. 5m 3的疏水扩容器G 3. 1. 3发电机及电气系统
发电机型号GFSN -220-2G
本工程2台机组均采用发电机 变压器 线路组9各以一回220kV 线路接到距电厂约3km 的十
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里铺变电站~启动/备用电源由自建的1台启备变提供O
3. 1. 4热工控制设备及系统
机组热工控制为单元制~采用炉~机~电集中控制方式~空冷系统的监控在单元控制室完成~2台机组设1个控制室O
机组控制系统主要包括分散控制系统(即DCS 系统~为FOXBORO IA 系列Cp 60系统) ~汽机数字电液控制系统(DEH ) ~汽机监视系统(TSI ) ~热工信号报警系统~可编程控制器(pLC ) 等O 3. 2
直接空冷系统
汽机乏汽采用直接空冷系统~空冷凝汽器为山西电力修造厂引进德国GEA 技术制造O
3. 2. 1与直接空冷凝汽器系统相关的一些参数,
设计气温16C ; 当地大气压89. 5kpa ; 设计排汽量464. 59t /h ;
满发最大背压工况, 排汽量484. 24t /h ; 背压
42. 76kpa ;
冬季最大供汽工况, 排汽量71. 65t /h ; 背压5. 39kpa ; 散热面积510894m 2; 设计背压
16kpa O
3. 2. 2
直接空冷凝汽器系统的工艺布置
空冷凝汽器架装在空冷平台之上~平台标高为34. 3m O
空冷凝汽器总体上在汽机房A 列外且平行A 列布置O 空冷凝汽器主进风侧朝西北O
汽轮机低压缸为两排汽结构~双侧低压缸合并为1个排汽口O 在排汽口下方设计1个排汽装置~排汽装置上方布置三级减温减压装置~下方设疏水箱~可接纳低加~轴加正常疏水和高加事故疏水~疏水由2台疏水泵打到凝结水箱O
排汽主管为1条D 4800mm 的外部加加固环的焊接钢管~从排汽装置上接出后~水平(管中心标高3. 4m ) 穿过汽机房至A 列外O 排汽主管垂直上升到24m 标高时分为2条D 2800mm 的水平管(见图1) O 从水平管上接出6条D 2000mm 上升支管~上升至45. 8m 标高后~水平与每组空冷凝汽器上联箱连接(见图2~图3) O
图1
排汽主管的工艺布置
图2
排汽支管的工艺布置1
图3排汽支管的工艺布置2
在D 4800mm 排汽主管竖管中下部装有固定支撑; 水平排汽主管和6个支管上都装有膨胀节(见图2) ~以吸收管道因温度变化而产生的变形~并防止汽轮机受力O
每个支管都装有阀门(见图2) ~以便在冬季采暖供热工况~切除几个散热单元~减少散热器鳍片管冰冻的危险O
3. 2. 3直接空冷凝汽器的结构和工艺流程
直接空冷凝汽器由6个单元组成(见图2) ; 每个单元有4组管束(与A 列垂直排列~见图3) ~其中3组主管束为顺流~另1组为逆流管束(布置在每个单元从A 列数起第二的位置上~见图3~图
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6) 每组管束由组合成A 型(夹角约60 ) 的2片管束组成(见图4~图5) G 抽空气管由每个冷却单元逆流管束的上部接出 凝结水管从每组管束下部的凝结水汇集管接到凝结水箱G
汇集管进入逆流管束继续冷凝 不可凝结气体从逆流管束上部的空气管被抽走 凝结水经6条凝结水汇集管引入凝结水箱G
空冷凝汽器平台下零米分别布置有启动备用变压器~主变压器~高压厂用变压器~空冷配电间~凝结水精处理间~精处理再生间及凝结水泵房 凝结水箱安装在凝结水泵房房顶G
3. 2. 4空冷风机
每组空冷凝汽器配置1台轴流式风机 每台风机配1套变频调节装置 每台机组共配置24台图4空冷凝汽器的结构1
图5
空冷凝汽器的结构
2
图6
某一单元直接空冷管束的工作原理
空冷凝汽器管束采用钢制大直径椭圆鳍片管G 椭圆管规格为100>20mm 壁厚为1. 5mm G 钢鳍片与椭圆管结合方式 是矩形翅片嵌套在椭圆管上 鳍片规格为119>49mm 厚度为0. 35mm G
每个管束宽2. 969m 每个管束厚0. 55m 由2排鳍片管组成 迎风侧第1排为103根 翅片间距4mm 第2排103根 翅片间距2. 5mm 两排错列布置G 顺流时管束高9. 877m 逆流时高9. 777m G
汽轮机排出的蒸汽经排汽管进入主管束 约80%的蒸汽被顺流冷却 剩下的蒸汽通过凝结水
风机安装在每组管束的下部(见图7) G 主要参数见表1G
图7
空冷风机
表1
空冷风机主要参数
项
目
主管束逆流管束风机直径/m
7. 9257. 925风机转速/(r -min -1) 98. 898. 8空气流量/(m 3-h -1) 401377风
压/Pa
116. 2120. 7风机轴功率/kW 7572风机叶片数/个66风机叶片角度/度
1614. 5迎风面风速/(m -S -1) 2. 572. 57叶轮效率%
83. 682电动机配套功率/kW 9090配套电动机转速/(r -min -1) 15001500电压/V 380380台
数/台
18
6
注, 配套减速器型号为MCS 607-01400-3/YSPA 28M -4G
3. 2. 5空冷凝汽器表面冲洗设备
大同地区风沙大~灰尘多 设计有移动式水冲洗装置2套 每台机1套 清洗水压为150bar G 正常情况下每年应冲洗空冷凝汽器外表面1~2次
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将沉积在空冷凝汽器翅片间的灰~泥垢清洗干净 保持空冷凝汽器良好的散热性能G
3-2-6凝结水箱
每台机组设置1台几何容积为80m 3凝结水箱 安装在凝结水泵房房顶并进行封闭和保温G 3-3
云冈热电l~2号机组试运情况
云冈热电1~2号机组由山西电力勘测设计院
10月14日锅炉首次点火 10月17日2号机组热力系统吹管结束 共吹管106次G
11月3日16:42机组首次整套启动~定速G 11月15日机组首次并网G
11月6日开始进行空冷凝汽器系统冲洗 11月13日空冷系统冲洗工作结束G
11月25日16:31机组负荷首次升到200MW G
12月6日机组进入72h 满负荷试运 12月13日2号机组72+24h 满负荷试运顺利结束G 机组移交生产继续运行G 试运期间完成了真空严密试验 真空下降速率为0-18kpa /min G 3-3-3直接空冷系统的运行情况
云冈热电工程1~2号机组进入整套启动以后 空冷系统运行平稳 未出现任何影响机组试运的问题 两台机组试运工作非常顺利G 作为调试人员 我们真正体会到了直接空冷系统运行安全~可靠~控制灵活的优点G 其抗严寒冰冻能力~维持真空的能力和运行稳定性超乎人们的想象G 我们应该认真总结该工程各项工作的得失 为我国发展直接空冷发电机组积累一些宝贵经验G
设计 分别由山西电建一公司和吉林电建总公司施工 调试单位是华北电力科学研究院有限责任公司G 3-3-1
1号机组试运概况
2003年5月19日完成DCS 系统受电 6月15日厂用电系统正式带电G
7月25日开始锅炉酸洗 7月26日结束G
8月5日锅炉首次点火 8月10日1号机组热力系统吹管结束 共吹管122次G
9月14日机组首次启动~定速G 9月16日机组首次并网G
10月5日锅炉点火 开始进行空冷凝汽器系统冲洗 10月10日空冷系统冲洗工作结束 历时5天G 10月21日机组负荷首次升到200MW G
10月26日11:18进入72h 满负荷试运G 试运期间完成了真空系统严密性试验 真空下降速率为0-228kpa /min G
11月11日24h 满负荷试运顺利结束 机组移交生产G 3-3-2
2号机组试运概况
2003年7月19日DCS 系统正式带电 8月
4
小结
我国北方地区普遍寒冷~干旱缺水 电站建设
往往受制于水源G 通过云冈热电工程 我们认为我国北方地区非常适宜发展直接空冷机组G 特别是现在 缺水问题越来越严重 已经到了严重制约国民经济发展的程度 大力发展~普及直接空冷发电机组势在必行G
收稿日期:2004-03-25D
14日厂用受电工作结束G
9月30日开始锅炉酸洗 10月2日结束G
消息
2003年世界风电装机增加25!
据业界统计数字表明 截止2003年年底 全球风电装机增加了25%G 总装机容量达到39294MW 增加8133MW G 风电总装机足以为1900个欧洲家庭提供电力G 去年德国~美国和欧洲国家风电发展速度最快G
德国增加装机2645MW 总装机达14609MW 占全球风电总装机的40%G 第2位为美国 去年增加装机1687MW 总装机为6374MW G 第3是西班牙 增加装机1377MW 总装机6202MW G 第4为丹麦 增加装机1377MW 总装机为3100MW G
美国风电协会 AWEA D 和欧洲风电协会 EWEA D 发布的消息说 另外一系列国家如荷兰~意大利~日本和英国现在增加了数百万千瓦的装机 接近1000MW G 在欧洲 风电发展形势很好G 与之相反 美国则受风电优惠税到期的影响G 美国风电界人士呼吁延长风电优惠税 并呼吁政策对风电保持一贯的支持态度G
去年全世界风电投资为1000亿美元 2002年为68亿美元G 欧洲和美国的新增装机相加占全世界总增加量的88%G 风电发展的另一个后起之秀为印度G 其风电装机占全世界总量的5% 去年新增装机408MW 达2110MW G
华北电力科学研究院
信息所
直接空冷凝汽器的发展和现状
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵之东， 杨丰利
赵之东(华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045)， 杨丰利(大唐托克托发电有限责任公司,内蒙古呼和浩特,010020)华北电力技术
NORTH CHINA ELECTRIC POWER2004(5)11次
引证文献(10条)
1. 雷振寰. 刘齐寿. 谢一民. 魏凯 直接空冷系统初始温差值的优化设计[期刊论文]-应用能源技术 2012(10)2. 王志坤. 王春生. 杨玉成. 宋运通. 姚田绪 板式蒸发空冷器在汽轮机凝汽系统的应用[期刊论文]-石油化工设备 2009(2)
3. 吕正凯. 赵兰萍. 黄维. 杨志刚 直接空冷凝汽器单元流场分析[期刊论文]-发电与空调 2014(1)4. 胡汉波. 李隆键. 张义华. 崔智 直接空冷凝汽器三维流场特性的数值分析[期刊论文]-动力工程 2007(4)5. 沈亭 直接空冷机组运行刍议[期刊论文]-华电技术 2008(8)
6. 王晓峰 大型空冷机组协调控制技术研究[期刊论文]-机械工程师 2013(1)7. 王钊. 杨建蒙. 赵兴楼 直接空冷技术及其应用现状[期刊论文]-建筑节能 2008(3)8. 张来 电站直接空冷系统异型管的流动与换热特性[学位论文]硕士 20069. 付小亮 电站汽轮机空冷凝汽器系统概析[期刊论文]-中国电力教育 2011(15)10. 付玉玲 火电厂空冷系统经济性分析与ITD值优化设计[学位论文]硕士 2006
引用本文格式：赵之东. 杨丰利 直接空冷凝汽器的发展和现状[期刊论文]-华北电力技术 2004(5)
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-综述-
直接空冷凝汽器的发展和现状
DevelOpment and Present SituatiOn Of Air -cOOled COndenser
京1OOO4SD
大唐托克托发电有限责任公司(内蒙古呼和浩特O1OO2OD
摘
要:纵观空冷凝汽器系统的发展过程及世界
华北电力科学研究院有限责任公司(北
赵之东杨丰利
却塔内 也在管束内流动而不与空气直接接触 各国电力建设和生产现状 分析直接空冷凝汽器机组的优越性 特别是我国 在经过山西大唐云冈热电的成功实践以后 证明在电力建设中 发展直接空冷技术是明智之举
关键词:直接空冷; 凝汽器; 发展现状中图分类号:TK 264-1+1文献标识码:A
文章编号:1OO3-9171(2OO4D OS-OO44-O7
1
凝汽器
凝汽器的作用就是把汽轮机排出的蒸汽凝结
成水 与真空抽气装置一起维持汽轮机排汽缸和凝汽器内的真空 并把凝结水回收作为锅炉的补给水
按冷却方式分类 凝汽器可以分为两大类 即水冷式凝汽器和空冷式凝汽器 1-1
水冷式凝汽器
水冷式凝汽器是封闭的 其管束内侧通循环冷却水 管束安装在一个封闭壳体内 循环水冷水在管束内流动 汽机排汽在管束和凝汽器外壳间流动
按照循环水的循环方式又分为开式和闭式两种 开式系统的循环水取自海水或河水 闭式系统则通过冷却塔对循环冷却水进行直接空冷~回收和再循环 1-2
空冷式凝汽器
空冷式凝汽器又可分为间接空冷式凝汽器和直接空冷式凝汽器
1-2-1间接空冷式凝汽器
间接空冷式凝汽器和水冷式凝汽器一样也是封闭的 其把一部分凝结水送到冷却塔冷却后 再循环送回凝汽器作为凝汽器的冷却水 其与水冷式凝汽器不同的是循环水使用凝结水 即使在冷
1-2-2直接空冷式凝汽器
直接空冷式凝汽器相对于前两种凝汽器是非封闭式的 汽轮机排出的蒸汽在鳍片管束内流动 空气在鳍片管外对蒸汽直接冷却 为了提高冷却效果 管束下面装有风扇进行强制通风(本文将重点介绍该类直接空冷凝汽器D 或将管束建在自然通风塔内
水冷式凝汽器系统采用的是传统的冷却方式 直接空冷凝汽器由于特点突出 已经开始被世界各国认同并推广 由于间接空冷凝汽器系统相对于直接空冷凝汽器系统设备多~造价高~维修量大~运行难度大且可靠性较差 所以它将只是水冷凝汽器系统和直接空冷凝汽器系统之间的一个过渡 直接空冷凝汽器是今后发展的必然方向
2
直接空冷凝汽器系统
2-1
直接空冷凝汽器系统的构成和工作过程直接空冷凝汽器因为用空气直接冷却 风向
和风速对其效率影响很大 因此直接空冷凝汽器一般都安装在4O m 以上的高空
直接空冷凝汽器分成若干单元 每单元又由若干组管束组成 其中一组管束为逆流管束 其余的为主管束 每个管束下部都有1台强制冷却风机 每组管束都由组合成A 型的两个管束组成; 每个管束有n 个并列的鳍片管 主管束最上端与汽轮机的排汽管连接 下端两侧分别连接到两根凝结水收集管上; 逆流管束下部两侧也分别连接到两根凝结水收集管上 从其上部最冷点接出管道与真空抽气装置连通
从汽轮机排出的蒸汽通过大直径的蒸汽管道输送到各单元管束上部的蒸汽分配管 进入主管束以顺流方式从上向下流动 约有8O%的蒸汽被冷凝成水; 剩余的蒸汽和不可凝气体一起沿着凝结水汇集管进入逆流管束直至被完全冷凝 凝结
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水沿凝结水管流到凝结水箱 不可凝气体被真空装置抽走0设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出 防止运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区 避免冬季出现冰冻的情况0
空冷风机将冷空气吹到鳍片管束的管道表面 掠过的空气通过对流换热吸收管道内蒸汽的凝结热量02. 2
直接空冷凝汽器系统的发展
(3) 解决了管束内不凝结气体积聚的问题 凝结水流动更加顺畅 减小了凝结水的过冷度和发生冬季冰冻的危险0
(4) 由于重量减轻 支架结构简化 安装工作量相应减少0
(5) 更加紧凑 设备占地面积减少0
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也是功不可没的0它为防止空冷系统在严寒的冬季发生冰冻提供了更为电厂空冷凝汽器技术的开发应用已有约几十年的历史0德国早在1939年就建成了采用空气冷却的发电机组0
直接空冷技术的发展主要是围绕直接空冷凝汽器管束进行的0空冷凝汽器所用的鳍片管(类似于锅炉受热面所用的鳍片管) 基本上是表面镀锌的椭圆形钢管加钢质鳍片或圆形的钢管加铝鳍片0在直接空冷凝汽器技术发展初期的上世纪60年代 由于受加工工艺的限制 鳍片管的内径较小0为将蒸汽侧的压力损失控制在合理的范围内 单管长度一般为7m 左右0为了获得足够的换热面积 凝汽器管束不得不采用2排~3排甚至4排管片0由于多排组成的管束空气(蒸汽) 流会产生死区 换热面积不能象单排管那样被100%利用9而且多排管空气流动阻力大 其空冷风机必然要多消耗电能9管束内可能出现死区 在冬季运行时流动不畅的不可凝气体和凝结水容易结冰0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0
上世纪80年代初 鳍片管直径由25. 4mm 扩大到38mm 单管长度也相应加长到10m 组成管束的鳍片管排数也相应减少 使用空冷技术发电机组的单机容量相应增大0
上世纪80年代中期以后 鳍片管直径已经扩大到50mm 以上 组成管束的鳍片管减少到只有1排0这也就是目前普遍使用的具有特殊形状的单排椭圆形鳍片管的空冷凝汽器0
单排管管束与多排管管束相比 有以下优越性:
(1) 因为管束两侧换热面积被充分利用 空冷凝汽器总换热面积减小 因而造价降低9同时也缩短了制造周期0
(2) 空气流动阻力减小 空冷风机电耗降低 因而降低了运行费用 噪声亦同时降低0
灵活的手段0
由于空冷凝汽器制造技术不断发展 解决了直接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0空冷技术已经为越来越多的国家认同和使用0
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200MW ~300MW 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Matimba 电站(6>685MW ) 等等 至今运行良好0直接空冷技术比间接空冷技术更加有前途 其发展速度已超过间接空冷系统0
自80年代末 我国先后建成并投产了8台大型间接空冷机组0在各方面取得了一些经验的基础上 2001年9月 我国自己设计~制造和安装的国内首台空冷机组(单机容量6MW ) 在山西交城义望铁合金厂自备电厂建成投产0
2003年11月11日 我国首台大容量空冷机组 山西大唐云冈热电有限责任公司(以下简称云冈热电) 1号机组(200MW ) 顺利完成72+24h 试运并移交生产02003年12月13日 2号机组也顺利建成投产0云冈热电1~2号机组填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经验02. 3
直接空冷凝汽器系统的优势
(1) 可以大量节水0
在水冷凝汽器发电机组中 耗水量的90%以上是在冷却塔中蒸发掉的0直接空冷凝汽器采用空气直接冷却 省去了作为中间冷却介质的水0因此 采用直接空冷凝汽器系统的机组比水冷凝汽器发电机组节水约90% 1台600MW 机组的节
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水量在2000 /h 以上O 这是直接空冷机组的最大优势O
因为没有循环冷却塔9也就没有循环水系统的排污问题9没有冷却塔及其临近地区形成水雾和结冰问题9电厂选址非常灵活 电厂无需靠近水源建设O 这给今后电站的建设特别是富煤而干旱缺水地区的电站建设开辟出了一条新路O
(2) 通过优化设计9减少了空冷系统占地面积O
2. 4直接空冷凝汽器系统本身存在的问题和应对方案
由于空冷凝汽器布置在室外9汽水管道存在冰冻的危险9由于其用空气直接冷却9所以其内部压力(真空) 必然会随环境温度大幅度变化O 解决这两个问题9空冷机组发展的道路就将是一片坦途O
(1) 需要配套特殊的汽轮机O
由于采用空气直接冷却9在一年中9凝汽器真空随着环境空气温度大幅度变化9尤其在炎热的在水冷凝汽器系统中9循环冷却水塔和循环水泵房要单独占用一定的建设用地O 采用直接空冷凝汽器系统9通过优化设计9可以将上述用地全部省掉O 比如9将直接空冷凝汽器安装到汽轮机厂房房顶9或者安装在汽轮机厂房A 列外电气设备的上面等等9可以使机组总占地面积减少O (3) 由于蒸汽与空气直接换热9省去了中间介质和二次换热9综合换热效率提高9运行更经济O
(4) 具有较高的社会效益和与水冷凝汽器机组可比的经济性O
在发电厂中9水冷凝汽器和直接空冷凝汽器都有其存在的价值O 在水源充足的地方建设电厂时9考虑到尽量获得最高的经济效益9使用水冷凝汽器当然是最佳选择O 然而9随着水源的日益紧张和水价的不断提高9以及环保要求的日趋尖锐9使用直接空冷凝汽器也就理所当然地摆在了我们面前O
尽管直接空冷机组造价不菲~运行热耗率高~自耗能大9但在靠近煤矿而贫水的地方建电厂9用于空冷的额外费用可能比把大量的煤炭运输到水源充足的地方所需的费用还要少9更何况还可以大量节水O
因此直接空冷凝汽器机组的经济性不仅不见得比水冷凝汽器机组差9而且可能还要好O 尤其是节水所产生的社会效益更是难以估量O
(5) 运行方式方便可靠O
因为直接空冷凝汽器系统都分成几个单元9且均装有隔离阀9所以设备出现问题时关闭隔离阀可以安全地将故障设备与运行系统隔离9又因为每个单元分成若干组管束9每个管束配1台冷却风机9风机可以无级变速9所以运行时可以通过降低风机转速和停运风机等方法9调节某一单元和某一组管束的负荷9控制其凝结水的过冷度和汽轮机背压O
夏季9空冷凝汽器效率较低~真空低9可能降到50kpa 甚至40kpa 以下O 汽轮机必须能适应较宽背压范围尤其是高背压工况的需要O 在高背压工况运行9汽轮机会出现高温排汽O 汽轮机的末级叶片形状~汽封材料~包括排汽缸相关的基架9都需要专门设计9以适应较高的温度和背压O 该问题各汽轮机制造厂均可解决O
(2) 直接空冷凝汽器容易发生冰冻O
由于直接空冷凝汽器在室外露天布置9在寒冷的冬季有发生冰冻的危险9尤其是在设备启动过程中~负荷较低时及系统中聚集不可凝气体的地方O 这是空冷系统面临的一个最为严重的问题O
直接空冷凝汽器系统结冰9会使管束和凝结水管变形9严重时会将管子冻裂9造成相关的设备停运O
从开发空冷凝汽器至今9各制造厂家采取各种措施9来减小冰冻对设备的损坏或防止冰冻O 直接空冷凝汽器管束使用椭圆管9可在一定程度上缓解冰冻对设备的破坏9因为在发生冰冻时9管子截面只是由椭圆形变成原形9不会出现鼓包9更不会被冻裂9空冷凝汽器管束减少排数或使用单排鳍片管束以后9基本消除管内死区9减少了管束发生冰冻的几率9由于空冷风机增加了变频器9转速能够无级调节9使其可以很方便地实现防冻或回暖等功能9在可能发生冰冻时9通过降低相应风机的转速~停运或使其倒转9实现气(汽) 流回暖以化解冰冻9空冷系统由DCS 直接监控9各点温度很方便监视9当温度下降以后9及时采取措施9基本可以杜绝冰冻现象发生O
也就是说9影响直接空冷机组发展的两个瓶颈已经不复存在了O
(3) 存在热空气再循环的可能O
对于直接空冷凝汽器系统9由于有空冷风机强制通风9从冷空气入口到热气出口之间9会产生局部热空气再循环O
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热空气再循环与直接空冷凝汽器的几何参数有关9也与外部风速~风向等有关G
热空气再循环会严重影响直接空冷凝汽器的效率9特别是在炎热的夏天G
现在一般在直接空冷凝汽器周围安装高及蒸汽分配管的挡热板后9热空气再循环的问题即可解决G (4D 高温天气下汽轮机背压升高9影响汽轮机出力G
直接空冷凝汽器的传热面积是按照一定的环境温度设计的G 当环境温度超过该温度时9汽轮机 额定蒸汽参数
主蒸汽流量
主汽门前蒸汽压力主汽门前蒸汽温度再热蒸汽压力再热蒸汽温度汽轮机背压
额定供热抽汽工况
主蒸汽流量
供热抽汽量611. 08t /h 12. 75MPa 535C 2. 177MPa 535C 16kPa 659. 7t /h 390t /h 背压必然升高G 虽然汽轮机可以适应较大范围的背压变化9但一年中总会有一段时间9因为背压超出设计范围9使汽轮机被迫降低出力G
可以采用冲洗的方法9保持直接空冷凝汽器管束外表面清洁9减小热阻9提高直接空冷凝汽器的换热效率G 在万不得已的情况下也可以采用向冷却空气流中喷水的方法提高换热系数9虽然该方法耗水量很大9但在我国现阶段严重缺电的形式下9在不多的几天或者十几天时间里使用还是划算的G
3
云冈热电1~2号机组直接空冷系统
3. ]
机组简介
云冈热电工程安装2台200MW 超高压参数燃煤供热直接空冷发电机组G
锅炉由武汉锅炉股份有限公司制造; 汽轮机由东方汽轮机厂制造; 发电机由东方电机股份有限责任公司制造; 机组热工控制设备采用FOXBORO 公司生产的IA 系列分散控制系统G 3. 1. 1锅炉及其附属设备
锅炉系单炉膛~H 形布置~一次中间再热~燃烧器四角切圆燃烧~配中速磨煤机正压直吹制粉系统~尾部竖井为双烟道~挡板调温~三分仓回转空预器~平衡通风~固态排渣~紧身封闭~全悬吊~高强螺栓连接的全钢架构超高压自然循环汽包炉9型号为WGZ 670/13. 7-11G 锅炉燃用大同煤9不投油最低稳燃负荷35%B -MCR G
3. 1. 2汽轮机~辅机及热力系统
汽轮机为220MW 超高压~一次中间再热~三缸两排汽~直接空冷供热式汽轮机9型号CZK 220/160-12. 7/0. 294/535/535G
主要技术参数如下:
额定功率(ECR D 200MW 最大功率(VWO D
222MW
供热抽汽压力0. 294MPa 发电机功率
164. 5MW 最大供热抽汽工况
主蒸汽流量
690t /h 供热抽汽量450t /h 供热抽汽压力0. 294MPa 发电机功率
167. 518MW
额定功率下热耗率8575kJ /kWh
主蒸汽~再热蒸汽~主给水等系统均采用单元制G
每台机组设1个辅助蒸汽联箱92台机组的辅助蒸汽联箱之间有连通管G
汽机旁路系统采用35%(B -MCR D 容量的简化二级串联旁路系统G
每台机组配备2台100%容量的电动调速给水泵91台运行91台备用G
抽汽回热系统为七级9即3台高压加热器~1台除氧器和3台低压加热器; 加热器疏水采用逐级回流方式G
除氧器采用滑压运行G
主凝结水系统采用中压精处理方式9设有3台50%容量的主凝结水泵9夏季2台运行~1台备用9冬季1台运行~2台备用; 为汇集空冷凝汽器中的凝结水9系统中设有1个凝结水箱G
配备3套水环式真空泵9在机组启动时3套真空泵全部用来抽真空; 在机组正常运行时92套运行~1套备用G
为了回收全厂的启动疏水及正常疏水9节约用水9系统中设有1台20m 3的疏水箱92台疏水泵91台3. 5m 3的疏水扩容器G 3. 1. 3发电机及电气系统
发电机型号GFSN -220-2G
本工程2台机组均采用发电机 变压器 线路组9各以一回220kV 线路接到距电厂约3km 的十
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里铺变电站~启动/备用电源由自建的1台启备变提供O
3. 1. 4热工控制设备及系统
机组热工控制为单元制~采用炉~机~电集中控制方式~空冷系统的监控在单元控制室完成~2台机组设1个控制室O
机组控制系统主要包括分散控制系统(即DCS 系统~为FOXBORO IA 系列Cp 60系统) ~汽机数字电液控制系统(DEH ) ~汽机监视系统(TSI ) ~热工信号报警系统~可编程控制器(pLC ) 等O 3. 2
直接空冷系统
汽机乏汽采用直接空冷系统~空冷凝汽器为山西电力修造厂引进德国GEA 技术制造O
3. 2. 1与直接空冷凝汽器系统相关的一些参数,
设计气温16C ; 当地大气压89. 5kpa ; 设计排汽量464. 59t /h ;
满发最大背压工况, 排汽量484. 24t /h ; 背压
42. 76kpa ;
冬季最大供汽工况, 排汽量71. 65t /h ; 背压5. 39kpa ; 散热面积510894m 2; 设计背压
16kpa O
3. 2. 2
直接空冷凝汽器系统的工艺布置
空冷凝汽器架装在空冷平台之上~平台标高为34. 3m O
空冷凝汽器总体上在汽机房A 列外且平行A 列布置O 空冷凝汽器主进风侧朝西北O
汽轮机低压缸为两排汽结构~双侧低压缸合并为1个排汽口O 在排汽口下方设计1个排汽装置~排汽装置上方布置三级减温减压装置~下方设疏水箱~可接纳低加~轴加正常疏水和高加事故疏水~疏水由2台疏水泵打到凝结水箱O
排汽主管为1条D 4800mm 的外部加加固环的焊接钢管~从排汽装置上接出后~水平(管中心标高3. 4m ) 穿过汽机房至A 列外O 排汽主管垂直上升到24m 标高时分为2条D 2800mm 的水平管(见图1) O 从水平管上接出6条D 2000mm 上升支管~上升至45. 8m 标高后~水平与每组空冷凝汽器上联箱连接(见图2~图3) O
图1
排汽主管的工艺布置
图2
排汽支管的工艺布置1
图3排汽支管的工艺布置2
在D 4800mm 排汽主管竖管中下部装有固定支撑; 水平排汽主管和6个支管上都装有膨胀节(见图2) ~以吸收管道因温度变化而产生的变形~并防止汽轮机受力O
每个支管都装有阀门(见图2) ~以便在冬季采暖供热工况~切除几个散热单元~减少散热器鳍片管冰冻的危险O
3. 2. 3直接空冷凝汽器的结构和工艺流程
直接空冷凝汽器由6个单元组成(见图2) ; 每个单元有4组管束(与A 列垂直排列~见图3) ~其中3组主管束为顺流~另1组为逆流管束(布置在每个单元从A 列数起第二的位置上~见图3~图
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6) 每组管束由组合成A 型(夹角约60 ) 的2片管束组成(见图4~图5) G 抽空气管由每个冷却单元逆流管束的上部接出 凝结水管从每组管束下部的凝结水汇集管接到凝结水箱G
汇集管进入逆流管束继续冷凝 不可凝结气体从逆流管束上部的空气管被抽走 凝结水经6条凝结水汇集管引入凝结水箱G
空冷凝汽器平台下零米分别布置有启动备用变压器~主变压器~高压厂用变压器~空冷配电间~凝结水精处理间~精处理再生间及凝结水泵房 凝结水箱安装在凝结水泵房房顶G
3. 2. 4空冷风机
每组空冷凝汽器配置1台轴流式风机 每台风机配1套变频调节装置 每台机组共配置24台图4空冷凝汽器的结构1
图5
空冷凝汽器的结构
2
图6
某一单元直接空冷管束的工作原理
空冷凝汽器管束采用钢制大直径椭圆鳍片管G 椭圆管规格为100>20mm 壁厚为1. 5mm G 钢鳍片与椭圆管结合方式 是矩形翅片嵌套在椭圆管上 鳍片规格为119>49mm 厚度为0. 35mm G
每个管束宽2. 969m 每个管束厚0. 55m 由2排鳍片管组成 迎风侧第1排为103根 翅片间距4mm 第2排103根 翅片间距2. 5mm 两排错列布置G 顺流时管束高9. 877m 逆流时高9. 777m G
汽轮机排出的蒸汽经排汽管进入主管束 约80%的蒸汽被顺流冷却 剩下的蒸汽通过凝结水
风机安装在每组管束的下部(见图7) G 主要参数见表1G
图7
空冷风机
表1
空冷风机主要参数
项
目
主管束逆流管束风机直径/m
7. 9257. 925风机转速/(r -min -1) 98. 898. 8空气流量/(m 3-h -1) 401377风
压/Pa
116. 2120. 7风机轴功率/kW 7572风机叶片数/个66风机叶片角度/度
1614. 5迎风面风速/(m -S -1) 2. 572. 57叶轮效率%
83. 682电动机配套功率/kW 9090配套电动机转速/(r -min -1) 15001500电压/V 380380台
数/台
18
6
注, 配套减速器型号为MCS 607-01400-3/YSPA 28M -4G
3. 2. 5空冷凝汽器表面冲洗设备
大同地区风沙大~灰尘多 设计有移动式水冲洗装置2套 每台机1套 清洗水压为150bar G 正常情况下每年应冲洗空冷凝汽器外表面1~2次
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将沉积在空冷凝汽器翅片间的灰~泥垢清洗干净 保持空冷凝汽器良好的散热性能G
3-2-6凝结水箱
每台机组设置1台几何容积为80m 3凝结水箱 安装在凝结水泵房房顶并进行封闭和保温G 3-3
云冈热电l~2号机组试运情况
云冈热电1~2号机组由山西电力勘测设计院
10月14日锅炉首次点火 10月17日2号机组热力系统吹管结束 共吹管106次G
11月3日16:42机组首次整套启动~定速G 11月15日机组首次并网G
11月6日开始进行空冷凝汽器系统冲洗 11月13日空冷系统冲洗工作结束G
11月25日16:31机组负荷首次升到200MW G
12月6日机组进入72h 满负荷试运 12月13日2号机组72+24h 满负荷试运顺利结束G 机组移交生产继续运行G 试运期间完成了真空严密试验 真空下降速率为0-18kpa /min G 3-3-3直接空冷系统的运行情况
云冈热电工程1~2号机组进入整套启动以后 空冷系统运行平稳 未出现任何影响机组试运的问题 两台机组试运工作非常顺利G 作为调试人员 我们真正体会到了直接空冷系统运行安全~可靠~控制灵活的优点G 其抗严寒冰冻能力~维持真空的能力和运行稳定性超乎人们的想象G 我们应该认真总结该工程各项工作的得失 为我国发展直接空冷发电机组积累一些宝贵经验G
设计 分别由山西电建一公司和吉林电建总公司施工 调试单位是华北电力科学研究院有限责任公司G 3-3-1
1号机组试运概况
2003年5月19日完成DCS 系统受电 6月15日厂用电系统正式带电G
7月25日开始锅炉酸洗 7月26日结束G
8月5日锅炉首次点火 8月10日1号机组热力系统吹管结束 共吹管122次G
9月14日机组首次启动~定速G 9月16日机组首次并网G
10月5日锅炉点火 开始进行空冷凝汽器系统冲洗 10月10日空冷系统冲洗工作结束 历时5天G 10月21日机组负荷首次升到200MW G
10月26日11:18进入72h 满负荷试运G 试运期间完成了真空系统严密性试验 真空下降速率为0-228kpa /min G
11月11日24h 满负荷试运顺利结束 机组移交生产G 3-3-2
2号机组试运概况
2003年7月19日DCS 系统正式带电 8月
4
小结
我国北方地区普遍寒冷~干旱缺水 电站建设
往往受制于水源G 通过云冈热电工程 我们认为我国北方地区非常适宜发展直接空冷机组G 特别是现在 缺水问题越来越严重 已经到了严重制约国民经济发展的程度 大力发展~普及直接空冷发电机组势在必行G
收稿日期:2004-03-25D
14日厂用受电工作结束G
9月30日开始锅炉酸洗 10月2日结束G
消息
2003年世界风电装机增加25!
据业界统计数字表明 截止2003年年底 全球风电装机增加了25%G 总装机容量达到39294MW 增加8133MW G 风电总装机足以为1900个欧洲家庭提供电力G 去年德国~美国和欧洲国家风电发展速度最快G
德国增加装机2645MW 总装机达14609MW 占全球风电总装机的40%G 第2位为美国 去年增加装机1687MW 总装机为6374MW G 第3是西班牙 增加装机1377MW 总装机6202MW G 第4为丹麦 增加装机1377MW 总装机为3100MW G
美国风电协会 AWEA D 和欧洲风电协会 EWEA D 发布的消息说 另外一系列国家如荷兰~意大利~日本和英国现在增加了数百万千瓦的装机 接近1000MW G 在欧洲 风电发展形势很好G 与之相反 美国则受风电优惠税到期的影响G 美国风电界人士呼吁延长风电优惠税 并呼吁政策对风电保持一贯的支持态度G
去年全世界风电投资为1000亿美元 2002年为68亿美元G 欧洲和美国的新增装机相加占全世界总增加量的88%G 风电发展的另一个后起之秀为印度G 其风电装机占全世界总量的5% 去年新增装机408MW 达2110MW G
华北电力科学研究院
信息所
直接空冷凝汽器的发展和现状
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵之东， 杨丰利
赵之东(华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045)， 杨丰利(大唐托克托发电有限责任公司,内蒙古呼和浩特,010020)华北电力技术
NORTH CHINA ELECTRIC POWER2004(5)11次
引证文献(10条)
1. 雷振寰. 刘齐寿. 谢一民. 魏凯 直接空冷系统初始温差值的优化设计[期刊论文]-应用能源技术 2012(10)2. 王志坤. 王春生. 杨玉成. 宋运通. 姚田绪 板式蒸发空冷器在汽轮机凝汽系统的应用[期刊论文]-石油化工设备 2009(2)
3. 吕正凯. 赵兰萍. 黄维. 杨志刚 直接空冷凝汽器单元流场分析[期刊论文]-发电与空调 2014(1)4. 胡汉波. 李隆键. 张义华. 崔智 直接空冷凝汽器三维流场特性的数值分析[期刊论文]-动力工程 2007(4)5. 沈亭 直接空冷机组运行刍议[期刊论文]-华电技术 2008(8)
6. 王晓峰 大型空冷机组协调控制技术研究[期刊论文]-机械工程师 2013(1)7. 王钊. 杨建蒙. 赵兴楼 直接空冷技术及其应用现状[期刊论文]-建筑节能 2008(3)8. 张来 电站直接空冷系统异型管的流动与换热特性[学位论文]硕士 20069. 付小亮 电站汽轮机空冷凝汽器系统概析[期刊论文]-中国电力教育 2011(15)10. 付玉玲 火电厂空冷系统经济性分析与ITD值优化设计[学位论文]硕士 2006
引用本文格式：赵之东. 杨丰利 直接空冷凝汽器的发展和现状[期刊论文]-华北电力技术 2004(5)