间接空冷机组技术分析
1000MW间接空冷火电机组九级回热技术

1000MW间接空冷火电机组九级回热技术摘要:我厂两台1000MW火电机组采用9级回热技术,使用后取得了以下成果:我厂1000MW 级间接空冷发电机组,原设计方案为常规回热级数8级。
经与上海汽轮机厂配合,本工程在现有汽轮机低压缸上增加1级回热拍汽,即由原8级回热系统改为9 级回热抽汽系统。
本工程热力系统增加1级回热,凝结水泵和低加疏水泵运行电耗略有增加,但可降低汽轮机热耗约11kJ/kWh。
经测算,综合热耗减少和厂用电率增加对供电标煤耗率的贡献,增加1级回热可降低供电标煤耗率约 0.4g/kWh,具有一定的节能效果。
经济性方面,增加1级回热,全厂设备初投资增加约1260万元,但全厂年运行费用可节约180万元,动态投资回收年限约12 年,具有一定的经济效益。
因此,本工程热力系统增加1级回热取得了一定的经济效益及环保效益。
关键词:间冷空冷机组、9级回热、前置蒸汽冷却器引言目前国内已投运的1000MW级汽轮机基本为常规8级回热,德国西门子公司为欧洲项目提供700~800MW等级的汽轮机方案有配9级回热的设计。
间接空冷系统与湿冷塔相比最大的优点是节水量显著,用水量为湿冷机组的1/4-1/5。
间接空冷系统与直接空冷系统相比,其耗电量相对较小,运行过程中凝汽器的背压较稳定,空冷塔基本无噪音,受风力和风向的影响很小,防冻能力好,机组冬季运行时背压可以降到很低,在凝汽器压力为8-10KPa下运行是相当安全的,有时可以在更低的背压下运行。
缺点是占地面积较大,一次性投资大。
故在风力大、风向变化快、缺水、离居民区较近、土地面积相对不受限制的地区应选择间接空冷系统。
我厂采用间接空冷技术,并在此基础上采用9级回热技术,进一步降低机组热耗率,符合国家节能减排的政策。
实施背景1.国内三大主机制造厂1000MW级一次再热汽轮机均为四缸四排汽,一个单流高压缸、一个双流中压缸和两个双流低压缸。
以东汽为例,在其已投运的华润贺州2×1000MW项目中,中压缸为2级抽汽,低压缸为4级抽汽,分缸排汽供给除氧器用汽,低压缸抽汽供给4级低压加热器。
间接空冷系统

K
1
1
1
B3
192.59vw0.8
0.37792
33.66868uf
结果验证
h 29.25023uf 0.40863
h 38.60113uf 0.41101
0.52845
PEC 10.76449uf
PEC 15.26206uf 0.56533
h 36.20587uf 0.45583
PEC 22.34678uf 0.57896
h 43.44605uf 0.5085
h i D N u 0 .0 0 1 .6 5 2 2 9 2 4 1 6 5 0 .0 2 3 R e 0 .8 P r 0 .3 4 4 2 0 .4 3 v w 0 .8 壁厚
空冷散热器传热系数
圆管 椭圆管
Kh i 1h1o 4004vw0.81h1o
Kh i 1h1o 4463.82vw01 .8h1o
空气侧流动传热性能关联式
用雷诺数表示的翅片管束特征数关联式
摩擦因子
努塞尔特数
性能评价指数
f 121.87514Re0.42672 Nu 1.23424Re0.36841 PEC 0.26543Re0.50282
f 134.69348Re0.43713 Nu 1.39028Re0.35832 PEC 0.28863Re0.49644
➢ 空冷技术在我国起步晚, 以引进为主,对核心技术 的掌握不充分;
➢ 机组参数等级升级过快, 对空冷机组特性规律认识 不足;
➢ 结合我国北方恶劣环境气 候条件,还做不到针对性 优化设计。
空冷和湿冷机组发电耗水量比较
直接空冷技术的固有缺陷
用空气取代水直接冷却汽轮机排汽,使空冷机组煤耗高于湿冷 机组; 直接空冷机组用于输送冷却空气的轴流风机功耗达到机组发电 功率的0.8~1.5%,“供电煤耗高”;
空冷机组的技术经济分析比较

空冷机组 的技术经济分析 比较
董 见 峰
( 江西省 电力设计 院, 江西 南 昌 30 0 ) 3 06
摘 要 : 主要介绍混凝式间接空冷、 表面式间接 空冷和直接空冷的冷却原理和工作特点, 同时将这三种 冷却 方 式从运 行 、 性能 、 资等方 面进行 了比较 。 投 关 键词 : 空冷机 组 ; 热 ; 冻 ; 传 防 噪音 ; 资 投 中图分 类号 :K 6 . T 241 文献标 识码 : 文章编 号 :63 09 (0 70 —0 0 ( 1 B 17 —0 720 )104 一 0 )
自空 冷技术诞 生 以来 , 它就 因其显 著的节水 效果受 到 了广 泛 的重 视 , 继发 展 了混凝 式 间接 空冷 、 面式 间 接 相 表
2 直接 空冷 系统 与表面 式 间接空冷 比较
() 1传热性 能 直接空冷是一次传热, 即汽机排汽通过表面式凝汽器 与空气 直接换热 。表面 式问接 空冷 系统为两 次换 热 , 即汽 机排汽 通过表 面式凝 汽器与循 环水一 次换 热 , 其后循 环水 再 通过 表 面式凝 汽 器与 空气 二 次换热 , 因此 , 直接 空 冷 的 传热温差 比间接空冷大 3%左右,间接空冷系统 的散热 0 面积 比直接 空 冷系 统大 3%以上 。如 马廷 巴 电厂采 用 直 0 接空冷系统,单机容量为 65 W,总散热面积为 l2 × 6M 1. 9 1%z 0 , 直接 空冷 比表 面间接 空冷 散热 面积减 少 4% , 1 即表 面间接空 冷散热 面积是 直接 空冷的 1 倍 。 . 7 () 2 占地 面积 因表面间接空冷的散热面积大于直接空冷 , 而且间冷 采用空冷塔抽风冷却 , 每机配一塔 , 两塔之间还需 留有一 定的间距( 空冷塔直径一半以上 )占地面积大 ; , 而直冷散 热面积相对较小, 两机空冷散热器可紧贴布置 , 占地面积 小。 根据国内外有关资料 ,x0 M 机组直冷系统冷却设 2 60 W 施( 不包括循环水管道 ) 的占地面积仅为间冷系统 的 1 — / 3 1 。另外直冷系统的空冷凝汽器布置在靠近汽机房外的 / 4 架 空 的空冷 台上 , 台高 4 m, 台下 面可 以布置 变压 器 、 平 5 平 凝结水精处理等装置, 因此, 直接空冷机组厂区布置更紧 凑, 占地面积 更小 。 ( ) 和 防大风性能 3 防冻 直接空冷系统是将汽机排汽直接冷却, 冷却器内温度 相 对高 ,冷却器采 用矩形翅 片椭 园管 ( 管径 10 ix 0m n 2 m 的双排管或大 口径 ( 0 m) 管径 29 m 1. m) 1m x 9 m 蛇形翅 4 片 的单排 管 , 芯管 通 流面 积较 大 , 凝 器采用 顺 流 和逆 流 冷 布置 , 大直径 的 轴流 风机 采用 双速 或变 频 电机 , 以灵 活 可 调节进 风量 , 这些 措施可 以有效 防止死 区 的产 生 和凝结 水 过冷而结 冰的危 险 。美 国怀 俄 明州 的沃达 克 电厂 35 W 6M 机组采 用 的是直接 空冷 系统 ,98 投人 运行 , 17 年 机组 经 历 了冬 季最低气 温- 0 夏 季最高气 温一 7 4 ℃、 3℃恶 劣 的气象 条 件 , 获得 了成 功的 运行 , 为 寒冷 地 区采 用直接 空冷 系 并 这 统 提供 了很 好 的借 鉴 。 表 面式间接 空冷 系统循 环水温 度较低 , 量采 用布 置 风 在空冷 塔进风 口的百 叶窗来 调节 , 叶窗通过 启闭 执行 机 百 构运行 , 根据 已运行机组的状况 , 长期运行后 的百叶窗易 变形 , 部件易 损 , 机械 因此 , 如在北 方寒 冷地 区采用 间接 空 冷,百叶窗运行的可靠性非常重要 。 ( 下转第 7 0页 )
间接空冷和直接空冷系统技术经济分析

Absr c : e st to fusn i ta t Th iua i n o i g a r—c o e e h l gy f rpo r—ge e a i nis i o t r r a o o l d t c no o o we n r tng u t n n r he n a e f Chi a i e e a s ha e e e e n n r c ntye r s be n pr s nt d.Thr ug omp rs n a na y i f t c nia e t r s a d o hc a i o nd a l ss o e h c lf a u e n
工 间 接 空 冷 和 直 接
r fo
一
系 统 技 术 经 济 分 析
王 新 宇 , 史建 良 李 国宝 刘 海 鹰 尚卫 军 陈胜 利 , , , ,
1 北方联合 电力有 限责任公 司, . 内蒙古 呼和 浩特
2 西 安 热 工 研 究 院有 限 公 司 , 西 西 安 . 陕 7 0 3 10 2
0 02 100
[ 摘
要 ] 介 绍 了北方地 区发 电机 组 空冷技 术 的应 用情 况。通过 比较直接 空 冷和 间接 空 冷 的技 术 特 点和投 资 分析 , 出间接 空冷 系统在 运行 维护和技 术 经济性 上有 着较 多优 势 , 机 组 得 如
间接空冷系统(专业组)解析

神华神东电力新疆准东五彩湾电厂运行实习队培训课件二0一一年十一月六日目录第一章间接空冷系统 (3)第一节间接空冷系统简介 (3)第二节哈蒙式间接空冷系统及流程 (8)第三节哈蒙式间接空冷系统主要设备及作用 (9)第四节哈蒙式间接空冷系统启动控制技术 (14)第五节哈蒙式间接空冷系统的危险点分析 (18)第六节哈蒙式间接空冷系统正常运行监视及巡检项目 (18)第七节哈蒙式间接空冷系统的冻结机理与防冻措施 (22)第八节哈蒙式间接空冷系统的事故处理 (26)第一章间接空冷系统第一节间接空冷系统简介兴建大容量火电厂需要充足的冷却水源,而在却水地区兴建大容量火力发电厂,就需要采用新的冷却方式来排除废热。
发电厂采用翅片管式的空冷散热器,直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排气,成为发电厂空冷。
研究空冷新装置及其使用的一系列技术,称作发电厂空冷技术,采用空冷技术的冷却系统称为空冷系统,采用空冷系统的汽轮发电机组简称空冷机组。
采用空冷系统的发电厂称为空冷电厂。
发电厂空冷技术也是一种节水型火力发电技术。
发电厂空冷系统也称干冷系统。
它是相对于常规发电厂湿冷系统而言的。
常规发电厂的湿式冷却塔是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行交换的,其整个过程处于“湿”的状态,其冷却系统称为湿冷系统。
空冷发电厂的空冷塔,其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的,整个冷却系统处于“干”的状态,所以空冷塔又称为干式冷却塔或干冷塔。
因为大多数大电厂的冷却系统都是常规的湿冷系统,所以在不需要与空冷系统相区别,前者的冷却系统不必特别指出是“湿冷系统”。
当前,用于发电厂的空冷系统主要有三种,即直接空冷系统、带喷射式(混合)凝汽器的间接空冷系统和带表面式凝汽器的间接空冷系统。
一、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用空气来冷凝,空气与蒸汽间进行热交换。
所需冷却空气,通常由机械通风方式供应。
直接空冷的冷凝设备称为空冷凝汽器。
浅谈火力发电厂间接空冷系统控制技术

浅谈火力发电厂间接空冷系统控制技术摘要:在火力电厂中,锅炉将水加热成为高压高温的蒸汽,然后推动汽轮机工作促使发电机发电。
将汽轮机做工之后的废汽排入到冷凝器中,和冷却水进行热交换之后凝结成水,再利用给水泵进入到锅炉中循环使用。
而间接空冷系统的主要作用就是将废热冷却水在间冷塔中和空气进行热交换,以此来将废热传输至空气中。
本文主要分析了火力发电厂间接冷却系统的工作原理,然后对其各种工况进行了详细的说明。
关键词:火力发电厂;间接空冷系统;控制技术0.引言本文主要就是以某一个火力发电厂的间接空冷系统为例来进行分析,该火力发电厂主要就是采用表凝式间接空冷系统。
启动给水泵小汽机和主机气轮机排气都是会进入到主机表面式凝汽器,而在表面式凝汽器中循环冷却水也是能够进行完热交换,之后再经由循环水泵将循环冷却水送到间接空冷系统中,然后借助于间接空冷系统进行统一的冷却,而循环水泵则是应该布置在空冷塔附近。
在空冷塔进风口处的圆周上三角垂直布置空冷散热器,每一个冷却三角进风口处都有布置能够调开度的百叶窗。
1.火力发电厂循环水泵系统分析本工程在1号机组和2号机组这两者之间设置一座间接空冷塔,循环水泵的位置在塔热水入口侧。
两台机组共用一个循环水泵房,其位置就在冷却塔的附近。
每一台机组都配备三台循环水泵,循环水泵主要就是利用定速电机来进行工作[1]。
两台机组间冷系统主要就是通过单元制的模式进行运行,每一台机组在任何的情况下都是必须得投入最少两台循环水泵,这主要就是因为本项目的循环水泵是使用定速电机。
单台泵在实际的运行过程中系统总水阻比较低,泵运行点和设计点也是偏离较大,进而循环水泵电机则是存在着较大的过载风险。
如果在冬季的时候单台循环水泵运行,那当运行泵出现故障的时候将会使得管束出现冰冻的情况,如下图1:当两台机组在夏季并且不同负荷情况下运行的时候,空冷塔内的热空气气流将会产生相互作用,这样也就会使得高负荷机组的空冷散热器冷却能力下降。
发电机组间接空冷技术

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Available Types of Dry Cooling Systems
> 目前大量使用干式和干--湿式混合的冷却技术有很多种,但是主要的有两 目前大量使用干式和干--湿式混合的冷却技术有很多种, --湿式混合的冷却技术有很多种 种: 直接空冷系统 (ACC) 间接空冷系统 (IDCT) > 这两种技术在过去的50年里,在很多国家都有广泛的应用,无论是在热带 这两种技术在过去的50年里,在很多国家都有广泛的应用, 50年里 地区,还是在寒带地区;无论是大机组,还是小机组,都有许多非常案例. 地区,还是在寒带地区;无论是大机组,还是小机组,都有许多非常案例. > 斯必克斯冷却技术有限公司, 在这两种技术上,多年来的不断的投入,开 斯必克斯冷却技术有限公司, 在这两种技术上,多年来的不断的投入, 发和应用,使其积累了丰富的经验,并得到了市场的广泛认可, 发和应用,使其积累了丰富的经验,并得到了市场的广泛认可,占据了较高 的市场份额. 的市场份额.
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Available Types of Dry Cooling Systems
> 间接空冷 表面式凝汽器 间接空冷:表面式凝汽器
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Available Types of Dry Cooling Systems
> 间接空冷:混合式凝汽器 间接空冷:
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Available Types of Dry Cooling Systems
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Advantages of the SPX IDCT System
> 1. 间接空冷技术适用于各种装机容量的发电机组。 间接空冷技术适用于各种装机容量的发电机组。 > 2. 间接空冷技术的转动部件少(只有循环水泵),因此降低了间接空冷的 间接空冷技术的转动部件少(只有循环水泵) 运行和维护的费用。 运行和维护的费用。 > 3. 冷却三角的垂直布置方式,使得安装,清洗,和维护工作变得更加容 冷却三角的垂直布置方式,使得安装,清洗, 易。 > 4. 循环水被均匀地分配到各个扇区,使得冷却效果更突出。 循环水被均匀地分配到各个扇区,使得冷却效果更突出。 > 5. 安全可靠的防冻系统降低了冻坏的可能性,尽管在最冷的环境中,斯 安全可靠的防冻系统降低了冻坏的可能性,尽管在最冷的环境中, 必克斯提供的冷却系统也能保证设备无冻坏现象发生。 必克斯提供的冷却系统也能保证设备无冻坏现象发生。
600MW间接空冷机组的设计及应用

600 MW间接空冷机组的设计及应用Design Features And Applications Of 600 MW Indirect Air-CoolingSteam Units(Datang Yangcheng Power Generation Co.,Ltd Yangcheng 048102 China)摘要:介绍了大唐阳城发电有限责任公司600 MW间接空冷机组的结构设计特点及其与传统水冷机组的主要结构差异。
详细分析了间接空冷机组在工程应用中出现的问题:凝结水水质差,含盐量大,导电度超标,树脂过滤器失效快;冬季空冷岛散热器易冻裂问题;夏季凝结水温高、背压高,机组运行安全性、经济性差;空冷机组厂用电率高。
针对出现的问题,采取了相应的措施,取得良好的效果。
关键词:600 MW间接空冷机组;结构特点;应用情况Abstract:The paper introduced the features on the design-structure of Datang Yangcheng Power Generation Co.,Ltd 600MW Indirect Air-Cooling Steam Units and its difference to the Water-Cooling Steam Units. Analyzing the operating of Indirect Air-Cooling Steam Units, the paper found the following problems: The poor quality of the condensation water; the high salt content, the standard exceeding of electric conductivity; the faster invalidating of Powder Filters;the vulnerability to frost cracking of the air cooling island units in winter; the high temperature and high back pressure of the condensation water in summer; the lack of safety and economy; the high-consuming of electricity. To deal with these problems, the paper hereafter introduced several measures that have been proved to be effective.Key words: Indirect Air-Cooling Steam Units of 600 MW; Design Features;Application.0 引言我国是一个淡水资源严重匮乏的国家。
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表面式凝汽器的间接空冷系统
与其它方式的空冷系统相比较具有如下优缺点。
主要内容
1 直接空冷系统
2 间接空冷系统
3 二者性能比较
34 33
及我厂空冷塔
系统简介
直接空冷系统
直接空冷系统,又称空气冷凝系统,直接空 冷汽轮机的排汽直接由空气冷凝,是蒸汽和 空气之间进行热交换,没有循环水系统。
图1 直接空冷机组原则性汽水系统 一般由大管径排汽管道、空冷凝、风速、风向及强对流气候影响机组运行经
济性。5)背压相对较高,运行经济性较差,机组运行背 压由大直径风机提供的空气与空冷散热器进行对流换热维 持。在我国西北、华北地区,直接空冷系统优化背压一般 为13~15kPa,夏季背压一般控制在32kPa左右。6)噪音 大。直接空冷系统由于采用了机械通风进行冷却,风机转 动将产生低频噪音,需选用低噪声风机、控制风机转速等 措施来降低噪音。且空冷风机群一般布置在40~50m高的 空冷平台内,运行时产生的噪声值较高。7)煤耗、电耗 相对较高。直冷系统背压高于间冷系统,且其厂用电率较 间冷系统高3%左右,故单位千瓦时的标准煤耗和电耗均 高于间冷系统。8)故障率稍高,维修工作量大。直接空 冷系统一般具有上百台轴流风机、齿轮箱和电动机,其故 障率稍高,检修维护工作量大。
表面式凝汽器的间接空冷系统
表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为: 循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热, 冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽,受热后的循环水 由循环水泵送至空冷塔,通过空冷散热器与空气 进行表面换热,循环水被空气冷却后再返回凝汽 器去冷却汽轮机排汽,构成了密闭循环。带表面 式凝汽器的间接空冷系统,与海勒式间接空冷系 统所不同的是冷却水与汽轮机排汽不相混合,进 行表面换热,这样可以满足大容量机组对锅炉给 水水质较高的要求。该系统与常规的湿冷系统基 本相同,不同之处是用空冷塔代替湿冷塔,用不 锈钢凝汽器代替钛管凝汽器,用除盐水代替自然 状态水(例如海水、湖水、江水等),用密闭式循 环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。
等组成;
直接空冷系统
与其它方式的空冷系统相比较具有如下优缺点。 其优点是: (1)冷却效率高。取消了二次换热所需要的冷却水等
中间冷却介质,初始温差大; (2)设备少,系统简单,基建投资较少,占地少; (3)系统空气量调节灵活,冬季运行防冻性能好。可
通过调整风机转速或风机数量来调节进风量,以适应 热负荷及气温的变化并防止空冷器内部结冰。 其缺点是: (1)空冷凝汽器体积比水冷凝汽器体积大的多,庞大 的真空系统容易漏气; (2)大直径的排汽管道加工比较困难; (3)直接空冷大多采用强制通风,因而增加了厂用电 量,同时也增加了噪声源,受环境风影响大
2004年10月华能山西榆社投产了 2×300MW亚临界直接空冷机组,是当时我国
单机容量为最大的直接空冷机组;
2005年4月在山西大同二电厂投产了 2×600MW亚临界直接空冷机组,是当时
我国单机容量为最大的直接空冷机组;
我国空冷机组现状
2008年9月在山西阳城电厂投产了 2×600MW亚临界表凝式间接空冷机组,是当 时我国单机容量为最大的间接空冷机组; 2008年6月在华能河北上安电厂投产了 2×600MW超临界直接空冷机组,是当 时我国参数最高的直接空冷机组; 2010年12月在宁夏华电灵武电厂投产了 2×1000MW超超临界直接空冷机组, 是世界上参数最高、单机容量最大的直接空冷机组。 截止到2015年底,直接空冷机组装机容量达到142795mw,间接空冷机组的总装 机容量达到了近73577 MW,总装机容量达到216372。在建或准备建设的 1000MW超超临界空冷机组超过10台,可以说无论在数量上还是在单机容量上我 国的空冷机组都走在了世界前列。
间接空冷系统
根据凝汽器型式的不同及 所采用冷却介质的不同,间接 空冷系统习惯可分为具有混合 式凝汽器的间接空冷系统(海 勒式间接空冷系统)、具有表 面式凝汽器的间接空冷系统 (哈蒙式间接空冷系统)。
表面式凝汽器的间接空冷系统
表面式间接空冷系统是以水为冷却中间介质, 冷却水在表面式凝汽器、空冷塔内部安置的散热 器、循环水泵及管道组成的基本呈密闭的系统中 循环,它只作为热交换的一种载体,没有蒸发损 失。
我国空冷机组现状
我国空冷技术研究工作开始于上世纪 60年代,1964年由哈尔滨空调机厂、兰洲石 油机械研究所、北京石油设计院共同开发研制的首台空气冷却器装在锦西石油五厂 投入运行。1966年在哈尔滨工业大学试验电站的 50kW机组上,首次进行了直接空 冷系统的试验。1967年在山西侯马电厂 1.5MW机组上进行了直接空冷系统的工业 性试验。20世纪80年代庆阳石化总厂自备电站 3MW机组的直接空冷系统投运。 我国应用的大型空冷技术项目是在20世纪80年代末期,1987年采用引进混凝式间接 空冷系统,同时引进混凝式间接空冷技术的2×200MW混凝式间接空冷机组在山西 大同第二发电厂投产,这为国产化大型空冷机组的运行提供了工程实践经验。我国 从1990年开始了200MW级机组混凝式空冷系统的设计工作。
空冷机组设备制造企业
1.空冷岛制造企业 (国外企业) (1)SPX(斯必克)冷却技术(北京)有限公司 (2)GEA(北京基伊埃)能源技术有限公司 (国内企业) (1)首航艾启威冷却技术(北京)有限公司 (2)哈尔滨空调股份有限公司 (3)双良节能系统股份有限公司 (4)北京龙源冷却技术有限公司 (5)中国大唐集团科技工程有限公司 (6)华电重工装备有限公司 (7)山西申华电站设备有限公司