柴油機直接空冷系統(tǒng)的組成和作用

柴油機直接空冷系統(tǒng)的組成和作用

發(fā)布日期：2009-09-12

環(huán)球柴油發(fā)電機組網(wǎng)：

直接空冷系統(tǒng)的熱力系統(tǒng)
直接空冷系統(tǒng)，即汽輪機排汽直接進入空冷凝汽器，其冷凝水由凝結水泵排入汽輪機組的回熱系統(tǒng)。
2．2直接空冷系統(tǒng)的組成和范圍
自汽輪機低壓缸排汽口至凝結水泵入口范圍內的設備和管道，主要包括：
(1)汽輪機低壓缸排汽管道；
(2)空冷凝汽器管束；
(3)凝結水系統(tǒng)；
(4)抽氣系統(tǒng)；
(5)疏水系統(tǒng)；
(6)通風系統(tǒng)；
(7)直接空冷支撐結構；
(8)自控系統(tǒng)；
(9)清洗裝置。

3．柴油發(fā)電機組直接空冷系統(tǒng)各組成部分的作用和特點
3．1排汽管道
對大容量空冷機組，排汽管道直徑比較粗，南非Matimba電站665MW直接空冷機組為2缸4排汽，采用2XDN5000左右直徑管道排汽，目前國內幾個空冷電站設計情況來看，300MW機組排汽管道直徑在DN5000多，600MW機組排汽管道在DN6000左右。
排汽管道從汽機房A列引出后，橫向排汽母管布置，目前有兩種方式，一種為低位布置、一種為高位布置。大直徑管道的壁厚優(yōu)化和制造是難點，同時也是影響工程造價的重點之一。
3．2空冷凝汽器的冷卻裝置
(1)A一型架構：
一般雙排管束由鋼管鋼翅片所組成，為防腐表面渡鋅。單排管為鋼管鋁翅片，釬焊在大直徑矩形橢園管上。它上端同蒸汽配管焊接，下端與凝結水聯(lián)箱聯(lián)結。每8片或10片構成一個散熱單元，每個單元的管束為59.50—60.50角組成A一型架構。
(2)冷卻元件：
冷卻元件即翅片管，它是空冷系統(tǒng)的核心，其性能直接影響空冷系統(tǒng)的冷卻效果。對翅片管的性能基本要求：
a．良好的傳熱性能；b.良好的耐溫性能；c.良好的耐熱沖擊力；d．良好的耐大氣腐蝕能力；e．易于清洗塵垢：f.足夠的耐壓能力，較低的管內壓降：g.較小的空氣側阻力；h．良好的抗機械振動能力；i.較低的制造成本。
空冷凝汽器冷卻元件，采用園管外繞翅片為多排管，如福哥式冷卻元件。后發(fā)展為大口徑橢園管套矩形翅片為雙排管，近期發(fā)展出大口徑扁管翅片管，又稱之為單排管。應當說此三種冷卻元件在直接空冷系統(tǒng)中都得到了成功的應用。目前生產鋼制多排管的主要是德國巴克杜爾(BDT)公司，國內生產基地位于張家口市；生產雙排管的主要是德國基伊埃(GEA)公司，國內生產基地在太原市捷益公司、哈爾濱空調股份有限公司；原比利時哈蒙(HAMON)公司生產單排管，國內沒有生產線，去年被BDT公司總部購并后，與BDT合并為同一家公司，于今年在天津上了兩條生產線，到目前為至，三種管型均在國內有了合資生產線，或獨立生產。
(3)雙排管的構成
橢園鋼管鋼翅片，管徑是100X20mm的橢園鋼管，纏繞式套焊矩形翅片，管兩端呈半園，中間呈矩形。首先接受空氣側的內側管翅片距為4mm，外側管翅片距為2．5mm。管距為50mm，根據(jù)散熱面積大小，可以變化管子根數(shù)，多根管數(shù)組成一個管束，每8片或10片管束構成一個散熱單元，兩個管束約成60度角構成“A”字形結構。單排管的構成：橢園鋼管鋼翅片，管徑是200×20mm，兩端呈半園，中間呈矩形。蛇形翅片，釬焊在橢園鋼管上。
翅片管的下端同收集凝結水的集水箱聯(lián)結。集水箱同逆流單元相結。在逆流單元管根部留有排汽口。
(3)散熱單元布置
每臺機組布置成垂直、平行汽機房方向有列、行之分。300MW機組布置6列4行或5行單元數(shù)，單元總數(shù)為24或30；600MW機組布置8列6行、7行或8行單元數(shù)，單元總數(shù)有48、56、64散熱單元。ko結構
散熱單元有順流和逆流單元之分。其順流是指明蒸汽自上而下，凝結水也是自上而下，當順流單元內蒸汽不能完全冷凝，而剩余蒸汽在逆流單元冷凝，在這里蒸汽與冷凝水相反方向流動，即蒸汽由下而上，水自上而下相反方向流動。
眾所周知，機組運行蒸汽內總是有不可凝汽體隨蒸汽運動，設置逆流單元主要是排除不可凝汽體和在寒冷地區(qū)也可以防凍。
在寒冷地區(qū)，順、逆流單元面積比，約5：1，單元數(shù)相比約2．5：1。在600MW機組的散熱器每列是2組逆流單元，而在300MW機組的散熱器每列是1組逆流單元。每臺機組順、逆流單元散熱面積之和，為散熱總面積。這面積為渡夏要求有一定裕量，因為管束翅片上實際污染要比試驗值大、大風地區(qū)瞬間風速高于4．0m／s、管束機械加工質量缺陷，尤其電廠投產后溫度場變化，其溫度要比氣象站所測溫度高出2．0·C以上，豐鎮(zhèn)間冷是3．0·C。這些問題應引起重視。
3．3抽氣系統(tǒng)
在逆流單元管束的上端裝置排氣口，與設置的抽汽泵相聯(lián)。抽氣泵是抽氣，分運行和啟動，啟動抽氣時間短，300MW機組的系統(tǒng)容積大約5300m3，抽氣同時在降背壓，使之接近運行背壓。時間約40分鐘。
在抽氣時注意，蒸汽和不凝氣體的分壓力，抽氣不可抽出蒸汽。抽氣系統(tǒng)也是保證系統(tǒng)背壓的。
3．4凝結水系統(tǒng)
冷卻單元下端集水箱，從翅片管束收集的凝結水自流至平臺地面或以下的熱井，通過凝結泵再將凝結水送往凝結水箱并送回熱力系統(tǒng)。
3．5通風系統(tǒng)
直接空冷系統(tǒng)散熱目前均采用強制通風，大型空冷機組宜采用大直徑軸流風機，風可為單速、雙速、變頻調速三種。根據(jù)工程條件可選擇任一種或幾種優(yōu)化組合方案。就目前國內外設計和運行經(jīng)驗，在寒冷地區(qū)或晝夜溫差變化較大的地區(qū)，采用變頻調速使風機有利于變工況運行，同時也可降低廠用電耗。為減少風機臺數(shù)，通常采用大直徑軸流風機，直徑達9．14m、10．36m；減速齒輪箱易發(fā)生漏油和磨損，目前以采用進口設備比較安全；變頻調速器國內已有合資公司，比進口設備造價有較大幅度的降低；為降低噪音，風機葉片的選型很重要，葉片材質為玻璃鋼，耐久性強，不宜破損。近年來，國內直接空冷電站對風機所產生的噪音日益嚴格，按照環(huán)保標準工業(yè)區(qū)三類標準要求在距空冷凝汽器平臺150m處的風機噪音聲壓水平，白天不得超過65dB(A)，夜間不得超過55dB(A)，風機選型一般是低噪音或超低噪音風機。此類風機國內目前生產水平難以滿足噪音標準要求，通常采用的進口風機有意大利COFIMCO公司和波蘭HOWDEN公司生產的軸流風機在直接空冷系直接空冷系統(tǒng)的運行受環(huán)境在溫度、機組負荷等因素變化影響較敏感，并且變化頻次也較多，自控系統(tǒng)對空冷凝汽器的安全、經(jīng)濟運為達到上述三項任務，必須對空氣流量和蒸汽流量進行控制。為散熱器單元都要裝配清洗泵，用以翅片管上的污垢，如大風產生的雜物、平時積累的灰塵等。清洗有高壓空氣或高壓水，后者優(yōu)于前者，高壓水泵的壓力在130ram(大氣壓)，每小時10噸。一般每年清支撐結構是直接空冷裝置的主要承重設備，上部為鋼桁架結構，下部為鋼筋混凝土支柱和基礎，結構體系龐大，受各種荷載作用復雜。國外對此已經(jīng)有了成熟的設計制造經(jīng)驗，同國際先進水平相比，國內目前針對大型直接空冷機組支撐結構方面的研究工作較晚，對支撐結構設計及力學計算屬于需要開發(fā)。目前國內在建的幾個空冷電站支撐結構鋼桁架均由國外公司設計完成

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