直接空冷机组尖峰冷却器装置
一、直接空冷系统简介及主要特点
目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。
世界上第一台直接空冷机组，投运已有60多年的历史，全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。 (1) 背压高，真空相对水冷机组很差；
(2) 由于强制通风的风机，耗电大, 风机产生噪声大；
（3） 效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右；
二、 直接空冷系统的组成和范围
1 、直接空冷系统的热力系统 见图一
直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入 空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽 轮机组的回热系统。
图一直接空冷系统的热力系统
2、 直接空冷系统的组成和范围
自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括：
(1)汽轮机低压缸排汽管道； (2)空冷凝汽器管束； (3)凝结水系统； (4)抽气系统；
(5)疏水系统； (6)通风系统； (7)直接空冷支撑结构； (8)自控系统； (9)清洗装置。
3、 直接空冷系统各组成部分的作用和特点 冷却元件：
冷却元件即翅片管，它是空冷系统的核心，其性能直接影响空冷系统的冷却效果。
每台机组布置成垂直、平行汽机房方向有列、行之分。一般300MW 机组布置6列5行单元数，单元总数为30；600MW 机组布置8列6行、7行或8行单元数，单元总数有48、56、64散热单元。
4、空冷机组的匹配关系
(1)锅炉容量与汽机VWO 工况进汽量相匹配； (2)发电机最大连续功率与机组相匹配； (3)空冷装置匹配关系应同时满足下列条件：
a． 空冷装置容量应保证在规定的夏季某气温条件下的T —MCR 工况发额定功率，并留有一定空冷单元或相当风量裕量；
b. 空冷装置在典型年最高温条件下，机组进汽量为VWO 工况汽量的背压值与机组安全限制背压之间留有15kpa 以上的裕量，以适应不利的环境风速变化下安全运行； c. 当一个空冷单元风机停运或检修时，机组正常运行背压在限制背压以内。
三、直接空冷机组运行发现问题
无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，在运行中，存在种种原因引发的问题。
真空严密性，散热器单元清洁度，自然风向气象，都影响机组背压。
如冬季严寒解决防冻、夏季酷暑气温高、背压高达50KPa ，而影响机组带不满负荷。限制10-20%的额定出力，严重制约机组经济运行及安全满发电。
根据西安热工院及相关电厂提供资料，600MW 机组额定运行工况，背压每降低1 KPa，供电煤耗降低0.8%。
由于我国电网缺乏调峰容量，夏季电负荷紧张，电网要求空冷机组夏季需带满负荷且年不满发小时数越少越好。
四、夏季酷暑时机组带满负荷解决方法
1、提高真空系统的严密性
空冷机组真空系统庞大，焊缝多，造成系统泄漏点多。漏量达，造成机组真空变差。导致背压高，煤耗增大，带负荷能力差。
2、空冷岛散热器单元清洗
直接空冷的渡夏机组满发的经验正在总结和探索之中。各个电厂试验多种改进方法。比较可行方法有，散热器单元清洗；向散热器翅片表面喷雾状水。
夏季，对空冷器的清洁必须重视，每次停机时，要对散热器单元内部彻底的清洗，外部的清洗连续不间断进行。
空气较脏，含大量的烟尘和煤灰。容易沾结在散热器翅片管上，导热性能下降。散热器单元外部的清洗，用移动的清洗泵，人工操作，或程控控制，按设定移动速度来回清洗。清洗常用除盐水，高压水泵的压力在130ram(大气压) ，每小时10吨。这样化学制水车间负担较重。
目前，有些地区自来水水质较好，电厂尝试用自来水冲洗，效果和用除盐水接近，散热器翅片管也不会二次污染。但要通过试验决定能用否。
大唐国际托克托电厂在空冷器散热器翅片冲洗，及喷水冷却降温方面作了大量的实践，取得良好经济效益。
华能达拉特电厂也作了大量实验。主要加强散热器翅片不间断冲洗，及排除真空系统漏点。
五、尖峰冷却系统简介
尖峰冷却系统是通过把水用喷嘴雾化，水雾喷到散热器翅片，迅速汽化蒸发，而吸收汽化热，从而降低散热器翅片温度。达到降低背压，提高真空，增大发电负荷。
它形成的水珠直径仅为微米级，因此它可以很快地蒸发，高温时节快速蒸发的水珠司以使周围环境下降10℃左右。
系统由喷嘴雾化装置，控制装置、自动检测及故障自动排除装置组成。
图二
图三 每个风机单元散热器下管路布局图
1、喷嘴雾化装置
喷嘴是压力水雾化效果的关键设备，评价喷嘴雾化效果最直接的就是雾化后液滴直径的大小。除了喷雾所用特定物质的影响以外，影响雾化液滴大小的四个主要因素是：喷嘴类型、流量、喷射压力、喷雾形状，低喷射压力产生较大的液滴，而高喷射压力产生较小的液滴。最小的液滴是由空心锥形雾化喷嘴产生的，在每一个喷雾类型中，小流量产生细喷雾液滴，大流量生成大喷雾液滴。
综合各种性能对比，采用美国喷雾公司（Spraying Systems Co. ）生产的雾化喷嘴。该公司是全球领先的专业化喷嘴研发、设计、制造公司，可提供多种材料、两万多个规格的喷嘴，具有如下优点：
①流道设计合理，雾化效果好；②结构简单，便于清洗和更换；③内流道断面大且通畅，不易堵塞；④材料耐磨损、腐蚀，使用寿命长； 右图2所示，该喷雾类型实质是一个圆形液体环，是通过进气口与旋转腔相切或通过一个紧靠嘴口上游的内部开槽叶片形成的，旋转的液体在离开喷嘴口时形成一个空心锥形形状。 标准角度小流量空心锥形喷嘴喷雾角度40°～90°，不同压力下的用水量见表1。 雾化喷嘴，常用不锈钢或铜作为主材料，铜本身耐磨性能指数不高，其喷口又处于长期
高压高速水流的磨擦作用，久而久之，造成喷口变大变形，从而进一步影响到雾化效果，只
能不定期的全部更换，我们选用不锈钢喷嘴，并且喷嘴口镶嵌硬质合金，这样会大大提高喷嘴寿命和喷雾质量。
表1 空心锥形（标准角度）喷嘴用水量
图2空心锥形喷嘴
2、控制装置：
控制装置，采用PLC 系统，内设时间和程序控制。可根据用户的要求，对某个单元不喷雾，或根据气温调整喷雾冷却单元，程序可预先设定，减少了人工操作和维护，实现无人值守。
3、自动检测及故障自动排除装置：
该装置对投入运行的设备进行状态监视，故障显示。可设定环境温度高于某数值时，自动启动系统。也可人工手动控制系统。
显示运转散热器单元，及耗水量。
风机停转单元，自动停止该单元喷雾，节约用水。对流程启、停运及设备故障信号进行报警。
六、经济性分析
如设计供电煤耗345.54g/(Kw.h)，负荷80%计算， 1、汽轮发电机的热耗计算：
H R =[M1(h1-h f )+M2(h3-h 2)]/(PG -P EXC )
H R 为热耗，KJ /(Kw.h；M1为主蒸汽流量，Kg/h; M为再热蒸汽流量，Kg/h；h1为主汽门后主蒸汽热焓，kJ/Kg；h2为高压缸排汽热焓，kJ/Kg；h3为再热蒸汽热焓，kJ/Kg； h f 为给水热焓，kJ/Kg；
P G 为发电机输出功率，KW; PEXC 为励磁变压器消耗功率，KW 。
2、经济性核算：
以600MW 机组为例，7月份，环境温度33℃时，排汽温度T=76℃，背压40Kpa 。不能满发
时间按300小时。按减负荷10%，带负荷540MW ，少发电约1.8x10 kw.H。 降温水量100 T/H，总需水量M1=30000T， 2、降温水温度T=20℃
大同二电厂试验结果，散热器最大降温达7-8℃，在12:00~15:00投运。 ◆ 型号规格
7
1. 经济性分析结果：
注：1、环境温度为33℃计算。自然风向气象条件影响不考虑时。 2、以上数据根据空冷岛性能及使用厂家试验结论。
直接空冷机组尖峰冷却器装置
一、直接空冷系统简介及主要特点
目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。
世界上第一台直接空冷机组，投运已有60多年的历史，全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。 (1) 背压高，真空相对水冷机组很差；
(2) 由于强制通风的风机，耗电大, 风机产生噪声大；
（3） 效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右；
二、 直接空冷系统的组成和范围
1 、直接空冷系统的热力系统 见图一
直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入 空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽 轮机组的回热系统。
图一直接空冷系统的热力系统
2、 直接空冷系统的组成和范围
自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括：
(1)汽轮机低压缸排汽管道； (2)空冷凝汽器管束； (3)凝结水系统； (4)抽气系统；
(5)疏水系统； (6)通风系统； (7)直接空冷支撑结构； (8)自控系统； (9)清洗装置。
3、 直接空冷系统各组成部分的作用和特点 冷却元件：
冷却元件即翅片管，它是空冷系统的核心，其性能直接影响空冷系统的冷却效果。
每台机组布置成垂直、平行汽机房方向有列、行之分。一般300MW 机组布置6列5行单元数，单元总数为30；600MW 机组布置8列6行、7行或8行单元数，单元总数有48、56、64散热单元。
4、空冷机组的匹配关系
(1)锅炉容量与汽机VWO 工况进汽量相匹配； (2)发电机最大连续功率与机组相匹配； (3)空冷装置匹配关系应同时满足下列条件：
a． 空冷装置容量应保证在规定的夏季某气温条件下的T —MCR 工况发额定功率，并留有一定空冷单元或相当风量裕量；
b. 空冷装置在典型年最高温条件下，机组进汽量为VWO 工况汽量的背压值与机组安全限制背压之间留有15kpa 以上的裕量，以适应不利的环境风速变化下安全运行； c. 当一个空冷单元风机停运或检修时，机组正常运行背压在限制背压以内。
三、直接空冷机组运行发现问题
无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，在运行中，存在种种原因引发的问题。
真空严密性，散热器单元清洁度，自然风向气象，都影响机组背压。
如冬季严寒解决防冻、夏季酷暑气温高、背压高达50KPa ，而影响机组带不满负荷。限制10-20%的额定出力，严重制约机组经济运行及安全满发电。
根据西安热工院及相关电厂提供资料，600MW 机组额定运行工况，背压每降低1 KPa，供电煤耗降低0.8%。
由于我国电网缺乏调峰容量，夏季电负荷紧张，电网要求空冷机组夏季需带满负荷且年不满发小时数越少越好。
四、夏季酷暑时机组带满负荷解决方法
1、提高真空系统的严密性
空冷机组真空系统庞大，焊缝多，造成系统泄漏点多。漏量达，造成机组真空变差。导致背压高，煤耗增大，带负荷能力差。
2、空冷岛散热器单元清洗
直接空冷的渡夏机组满发的经验正在总结和探索之中。各个电厂试验多种改进方法。比较可行方法有，散热器单元清洗；向散热器翅片表面喷雾状水。
夏季，对空冷器的清洁必须重视，每次停机时，要对散热器单元内部彻底的清洗，外部的清洗连续不间断进行。
空气较脏，含大量的烟尘和煤灰。容易沾结在散热器翅片管上，导热性能下降。散热器单元外部的清洗，用移动的清洗泵，人工操作，或程控控制，按设定移动速度来回清洗。清洗常用除盐水，高压水泵的压力在130ram(大气压) ，每小时10吨。这样化学制水车间负担较重。
目前，有些地区自来水水质较好，电厂尝试用自来水冲洗，效果和用除盐水接近，散热器翅片管也不会二次污染。但要通过试验决定能用否。
大唐国际托克托电厂在空冷器散热器翅片冲洗，及喷水冷却降温方面作了大量的实践，取得良好经济效益。
华能达拉特电厂也作了大量实验。主要加强散热器翅片不间断冲洗，及排除真空系统漏点。
五、尖峰冷却系统简介
尖峰冷却系统是通过把水用喷嘴雾化，水雾喷到散热器翅片，迅速汽化蒸发，而吸收汽化热，从而降低散热器翅片温度。达到降低背压，提高真空，增大发电负荷。
它形成的水珠直径仅为微米级，因此它可以很快地蒸发，高温时节快速蒸发的水珠司以使周围环境下降10℃左右。
系统由喷嘴雾化装置，控制装置、自动检测及故障自动排除装置组成。
图二
图三 每个风机单元散热器下管路布局图
1、喷嘴雾化装置
喷嘴是压力水雾化效果的关键设备，评价喷嘴雾化效果最直接的就是雾化后液滴直径的大小。除了喷雾所用特定物质的影响以外，影响雾化液滴大小的四个主要因素是：喷嘴类型、流量、喷射压力、喷雾形状，低喷射压力产生较大的液滴，而高喷射压力产生较小的液滴。最小的液滴是由空心锥形雾化喷嘴产生的，在每一个喷雾类型中，小流量产生细喷雾液滴，大流量生成大喷雾液滴。
综合各种性能对比，采用美国喷雾公司（Spraying Systems Co. ）生产的雾化喷嘴。该公司是全球领先的专业化喷嘴研发、设计、制造公司，可提供多种材料、两万多个规格的喷嘴，具有如下优点：
①流道设计合理，雾化效果好；②结构简单，便于清洗和更换；③内流道断面大且通畅，不易堵塞；④材料耐磨损、腐蚀，使用寿命长； 右图2所示，该喷雾类型实质是一个圆形液体环，是通过进气口与旋转腔相切或通过一个紧靠嘴口上游的内部开槽叶片形成的，旋转的液体在离开喷嘴口时形成一个空心锥形形状。 标准角度小流量空心锥形喷嘴喷雾角度40°～90°，不同压力下的用水量见表1。 雾化喷嘴，常用不锈钢或铜作为主材料，铜本身耐磨性能指数不高，其喷口又处于长期
高压高速水流的磨擦作用，久而久之，造成喷口变大变形，从而进一步影响到雾化效果，只
能不定期的全部更换，我们选用不锈钢喷嘴，并且喷嘴口镶嵌硬质合金，这样会大大提高喷嘴寿命和喷雾质量。
表1 空心锥形（标准角度）喷嘴用水量
图2空心锥形喷嘴
2、控制装置：
控制装置，采用PLC 系统，内设时间和程序控制。可根据用户的要求，对某个单元不喷雾，或根据气温调整喷雾冷却单元，程序可预先设定，减少了人工操作和维护，实现无人值守。
3、自动检测及故障自动排除装置：
该装置对投入运行的设备进行状态监视，故障显示。可设定环境温度高于某数值时，自动启动系统。也可人工手动控制系统。
显示运转散热器单元，及耗水量。
风机停转单元，自动停止该单元喷雾，节约用水。对流程启、停运及设备故障信号进行报警。
六、经济性分析
如设计供电煤耗345.54g/(Kw.h)，负荷80%计算， 1、汽轮发电机的热耗计算：
H R =[M1(h1-h f )+M2(h3-h 2)]/(PG -P EXC )
H R 为热耗，KJ /(Kw.h；M1为主蒸汽流量，Kg/h; M为再热蒸汽流量，Kg/h；h1为主汽门后主蒸汽热焓，kJ/Kg；h2为高压缸排汽热焓，kJ/Kg；h3为再热蒸汽热焓，kJ/Kg； h f 为给水热焓，kJ/Kg；
P G 为发电机输出功率，KW; PEXC 为励磁变压器消耗功率，KW 。
2、经济性核算：
以600MW 机组为例，7月份，环境温度33℃时，排汽温度T=76℃，背压40Kpa 。不能满发
时间按300小时。按减负荷10%，带负荷540MW ，少发电约1.8x10 kw.H。 降温水量100 T/H，总需水量M1=30000T， 2、降温水温度T=20℃
大同二电厂试验结果，散热器最大降温达7-8℃，在12:00~15:00投运。 ◆ 型号规格
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1. 经济性分析结果：
注：1、环境温度为33℃计算。自然风向气象条件影响不考虑时。 2、以上数据根据空冷岛性能及使用厂家试验结论。