空冷器讲课后整理学习资料

一、空冷概念
    空冷器是利用自然界的空气来对工艺流体进行冷却的大型工业用热交换设备。根据冷却方式的不同,分为直接空冷和间接空冷。
    1、间接空冷系统又分为采用表面式凝汽器的间接空冷系统(即表面式间接空冷,又称哈蒙式间接空冷)和采用混合式凝汽器的间接空冷系统(即混合式间接空冷,又称海勒式间接空冷)。空冷器主要适用于缺水或水成本很高及有环保要求的场合。
    2、直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽通过管道直接分配给各列各单元凝汽器,由大型轴流风机吸入空气,从外部掠过管束,带走热量,乏汽在管束中凝结成水经管束下联箱汇集到凝结水箱。抽真空系统维持整个空冷系统真空,使汽轮机能正常运行,并保证发电效率。凝汽器分顺流管束和逆流管束,大部分蒸汽在顺流管束中凝结,不凝性气体在逆流管束被抽出,顺、逆流管束通过底部的凝结水箱连通。直接空冷具有占地面积省,防冻手段多,布置方式灵活的特点。直接空冷系统的组成和范围:自汽轮机低压缸排气口至凝结水泵入口范围内的设备和管道,主要包括:
      ①空冷凝汽器     ②空气供给系统    ③抽真空系统
      ④凝结水系统     ⑤清洗系统        ⑥排汽管道系统
      ⑦空冷支撑结构   ⑧疏水系统         ⑨电气部分  ⑩仪表和控制系统 
    ⑴、空冷管型的介绍双排椭圆蕾nbsp;  双排椭圆翅片管采用大直径椭圆钢管(100×20)套装矩形钢翅片再进行热浸锌处理的制造工艺,换热管束由二排换热管组成,迎风第一排管翅片间距4mm,第二排管束片距2.5mm,其具有如下特点:
   ①.传热效率高 换热基管和翅片采用全碳钢设计,避免了双金属结构传热管由于间隙热阻导致换热能力的降低。多年的试验研究和实践证明,在椭圆管上采用矩形的翅片能够有效利用翅片区。翅片上设有扰流器,通过对空气扰流达到最佳的热传导能力。
测量尺   抗腐蚀能力强 镀锌的翅片管除了具有优良的换热性能外,还具有非常好的抗腐蚀性能。实验室测试和大 量工程的实践均已验证了其在各种环境条件下的长使用年限特点。
    清洁能力好,机械强度高
钢制的翅片强度高,在例行的高压清洗中不会产生任何变形,特别适用于我国北方风沙严重地区使用。高强度翅片管完全可以承受通常的机械冲击,如抵抗冰雹袭击,以及在堆放、装卸、运输、安装过程中踩踏等。
    篮球打气筒⑵、 单排管由单面覆铝板卷制的大扁管(220×20)挡风被和铝制蛇形翅片进行焊接,两者结合紧密,根部有较大的焊角,使得单排管凝汽器有优异的换热性能,其具有如下特点:
   传热效率高 管束两侧换热面积被充分利用,同时蒸汽侧流通面积大,压力损失低,具有较高的传热效率。
    抗腐蚀能力强 管束基管外表面覆有抗腐蚀性强的铝合金材料,管束换热翅片也采用铝合金材料,以上材料即使加工后,仍会马上形成氧化铝保护层,从而获得良好的抗腐蚀
性。
    强度高、清洁能力好 管束由若干个单排翅片管与管板焊接,获得了高强度的整体结构,便于运输和安装。单排管翅片通风流道为直线形,容易冲洗,能用高压水冲洗,而不会产生变形。
    防冻好 基管戳面具有较大的长宽比,凝结水流动更加顺畅,减少了凝结水的过冷度和发生冬季冻管的危险 
2、空冷原理 
  直接空冷是指汽轮机的排汽直接由空气来冷凝,空气与蒸汽间通过直接空冷凝汽器金属壁面进行热交换,冷却空气通常由机械通风方式供应。直接空冷系统工艺流程
    直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽通过管道直接分配给各列各单元空冷凝汽器翅片管束,由大型轴流风机输送的空气,从外部掠过管束,带走热量,将乏汽冷凝,凝结水经管束下联箱汇集到凝结水箱,再由凝结水泵送回到汽轮机回热系统。空冷凝汽器管束分为顺流管束和逆流管束,顺、逆流管束通过底部的下联箱连通。通常大部分蒸汽在顺流管束中被冷凝,剩余的蒸汽在逆流管束中被冷凝,不凝气体在逆流管束顶部被抽出。抽真空系统建立和维持整个空冷系统的真空,保证汽轮机安全经济运行。
三、空冷与传统水冷对比
    与水冷却方式比较,它具有冷源充足,并可免费提供,节省冷却用水,减少环境污染和维护费用低廉等优点,耗水量仅为传统水冷电站的五分之一。以一套2×600MW湿冷机组为例,年耗水量可达1560万吨,相当于36万城市居民1年的生活用水量,而同容量的空冷机组年用水量仅为200余万吨,年节约水资源可达到1300万吨。对于富煤缺水的北方地区来说,如此巨大的节水效益彻底解决了电力建设的瓶颈问题。因此,国家发改委《关于燃煤电站项目规划和建设的有关要求的通知》明确要求,“在北方缺水地区,新建、扩建电厂禁止取用地下水,严格控制使用地表水,原则上应建设大型空冷机组”。在强力的节水政策指引下,空冷几乎成了我国北方火力电站冷却方式的唯一选择。
4、凝结水系统设置
    凝结水系统采用自排空设计,在重力的作用下,凝结水自流到蒸汽排汽装置热井。为了防止凝结水在低温环境中运行时冻结,凝结水排水管需用矿物保温棉保温,保温棉表面敷设铝包覆。抽真空系统设置:
    在逆流单元管束的上端联箱设抽气口,通过管道连接到水环真空泵或射汽抽气器抽气。
泡钉水环真空泵从逆流换热管束上联箱中的在逆流单元管束的上端联箱设抽气口,通过管道连接到水环真空泵或射汽抽气器抽气。水环真空泵从逆流换热管束上联箱中的抽气口中将进入ACC系统的不凝性气体与很少量蒸汽一起抽出,其中蒸汽部分在真空泵内凝结成水,不凝性气体经过分离器排入大气。常规ACC系统设有3100%水环真空泵,系统启动时3台泵同时运行,机组正常运行时1台泵运行。
五、清洗系统主要包括:    
    接头、软管、清洗水泵、高压不锈钢管、阀门、冲洗装置底架、驱动装置、喷嘴、导轨、连接件、控制盘等,其中冲洗装置底架包括清洗爬梯、行走轮、喷嘴托架、垂直导向装置等。冲洗装置底架沿着设在换热管束上的轨道水平移动,垂直方向有驱动装置时,喷嘴托架沿着垂直导向装置上下运行。采用高压水清洗,针对不同的管型,清洗装置上配备专用的清洗喷嘴,清洗水的压力8-15MPa,每分钟水量165-330升。清洗水不能含有添加剂(通常采用除盐水),清洗系统采用高压泵用来升高水的压力。凝汽器的每一列有独立的清洗装置底架,每列的水管接头安装在靠近管束的位置。整个系统根据需要设计成水平手动或电动操作。
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6、抽气器
    抽气器的任务是将漏入凝汽器的空气和不凝结的气体连续不断的抽出,保持凝汽器始终在较高的真空下运行。抽气器可以分为射水和射汽抽气器两种,区别主要是工作介质不同
7、射汽抽气器
    射汽抽气器主要由工作喷嘴、混合室及扩压管三部分组成。在结构上,工作喷嘴采用了缩放喷嘴的结构形式,这种结构可以再其出口获得超音速气流。的混合室与扩压管之间还设有一段等截面的喉管,气工作时使工作蒸汽和被抽吸气体充分混合,以减少突然压缩损失和余速动能和损失。为突出射汽抽气器工作过程中的主要特点,将抽气器内流动的工质当作理想气体处理,并假设工质在抽气器内的流动式一维稳态绝热流动。
八、排汽压力控制
    1、排汽压力控制器通过空冷凝汽器排汽压力(排汽压力 162-PT-9001A~C)“3取中”)与排汽压力设定值之间的PID函数关系,结合风机步序表,其输出连续对运行风机台数(蒸汽分配管电动阀开/关)及风机转速进行自动控制,使冷却空气的流量与运行条件(
各工况下的蒸汽量及环境温度)相协调,最终控制汽机排汽压力运行在安全、合理、经济的范围内。
运行中为避免频繁的小幅度排汽压力波动对风机转速的扰动,对排汽压力设定值与测量值的偏差设置死区限制(±1KPa)。
    当排汽压力控制自动投入后,PID 控制器的输出经增益变换及平衡器的作用后,作为各列变频风机组的转速(频率)输入指令。
    为了避免风机切换过于频繁,应在风机每次步级切换之时将排汽压力PID 控制器输出值保持在切换前的数值上,延时一段时间后自动恢复PID 控制功能。为了获得足够的延时时间,下切延时(56 分钟)应大于上切延时(13 分钟)。
    2、排汽压力设定值
排汽压力设定值由运行人员手动给定。正常运行中,设定值的人为大幅调整会造成控制器输出突变,不利于空冷系统的稳定运行,因此用一个斜坡发生器对设定值的跃变进行限幅处理(13Min)。
    当任一列顺流防冻保护动作时,自动提高排汽压力设定值3KPa。顺流防冻保护解除后,自动降低排汽压力设定值3KPa
    3、汽轮机的排气温度和抽气温度Δτ<3 P背压>3℃电脑会自动停,风扇保持,启动开工抽气器)
下雨时汽轮机背压会降低,影响空冷器的因素有
    ⑴、环境温度
    ⑵、光照
    ⑶、风向
    ⑷、透平的负荷
    ⑸、管束表面灰尘
    ⑹、降水
备注:通过汽轮机排气背压,可以控制汽轮机
九、认真学习空冷器的操作时序表(冬季模式和夏季模式)
    冬季保护(风机减速或停止)在风机手动和风机自动模式均激活。风机重新启动只在风机自动模式激活;即如果在手动运行模式中通过冬季保护停止风机,相关的风机不会自动启动。
    冬季保护的目的是防止空冷凝汽器在冬季运行期间因发生过冷而导致翅片管冻结的现象。
    如果左/右下联箱凝结水温度过冷,顺流凝汽器防冻保护将启动;如果抽真空管温度过冷,逆流凝汽器防冻保护将启动。
备注:冬季工况下,空冷凝汽器的防冻保护包括顺流管束单元的防冻保护、逆流管束单元的防冻保护、逆流管束单元的回暖运行。防冻保护的优先级别从高至低依次为:顺流管束单元的防冻保护、逆流管束单元的防冻保护、逆流管束单元的回暖运行。
    1、顺流凝汽器防冻保护
  1)当某列同时出现下列条件时,对应列触发凝结水过冷报警:
环境温度 < 2 ℃;
左、右侧任一凝结水温度 < 35℃;
2全部阀门打开(仅针对列2)。
    2)当某列同时出现下列条件时,过冷报警并触发顺流单元防冻保护:
环境温度 < 2 ℃;
左、右侧任一凝结水温度 < 30℃。
2全部阀门打开(仅针对列2)。
此时提高排汽压力设定值3KPal型匹配15 分钟后,如果凝结水温度没有回升,则再联锁手动启动备用抽气器。
    3)当凝结水温度 > 38 ℃时,延时5min,所有报警解除,手动停运备用抽气器,排汽
压力设定值自动降低3KPa,回到正常的设定值,逆流风机恢复正常的压力调节,顺流单元防冻保护结束。
    2、逆流凝汽器防冻保护
  1)当某列同时出现下列条件时,对应列触发抽真空过冷报警:
    环境温度 < 2 ℃;
    抽真空温度 < 25 ℃;
    2全部阀门打开(仅针对列2)。
  2)当某列同时出现下列条件时,过冷报警并触发逆流单元防冻保护:
    环境温度 < 2 ℃;
    抽真空温度 < 20℃;
    2全部阀门打开(仅针对列2)。
    此时该列逆流风机以一定的速率降低至最低转速并停止,该列顺流风机则被锁定恒速转动。其它列仍受排汽压力控制。15 分钟后,如果抽真空温度没有回升,则再联锁手动启动备用抽气器。

本文发布于:2024-09-21 23:26:19,感谢您对本站的认可!

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