600MW机组直接空冷系统上的蒸发冷却技术应用分析

2022-10-29

1. 蒸发冷却技术的应用概况

汽轮机排汽压力降低的方式主要有两种, 第一种是将环境的温度进行降低, 第二种是对空冷系统的温度进行降低, 保障空冷凝汽器的洁净, 从而增加空冷凝汽器的换热面积, 同时降低整体的换热系数, 以及增加冷却空气的流量等, 当前有效减少空冷机组的排气压力主要有两种方式, 第一种是减少主机空冷凝汽器的热负荷, 但是前提是要保持空冷系统的冷却能力保持不变, 构建其他的尖峰冷却系统, 从而对经过空冷凝汽器的排汽进行分流, 保持参数稳定的状况下, 减少机组的背压, 加大其出力。

1.1 湿冷凝汽器。

由下图可知, 在湿冷凝汽器中冷凝气体部分来自于汽轮机, 汽轮机部分排汽的分流会有效降低主机空冷系统的运行压力, 减少汽轮机在运行过程中的压力。其中湿冷凝汽器的循环冷却水主要由两种来源, 第一种是来自于新建的机力通风冷却塔, 第二种是由机组空闲的自然通风冷却塔。这种形式的重点在于表面式冷凝器, 其设计工艺已经基本成熟。

1.2 蒸发式凝汽器。

由下图可知, 蒸发式凝汽器中冷凝气体部分来自于汽轮机, 汽轮机部分排汽的分流会有效降低主机空冷系统的运行压力, 减少汽轮机在运行过程中的压力。与湿冷凝汽器相比而言, 其优点在于将传统的设备进行结合, 其整体设计较为简洁。其重点在于蒸发式凝汽器, 利用该项技术来融合空冷和水冷, 主要由空气、水循环以及换热器三个系统构成。

2. 蒸发冷却技术的应用

以某600MW机组直接空冷系统为例, 该机组的空冷凝汽器的换热面积为, 整体的温度保持在左右, 而汽轮机排汽压为28k Pa, 而其排汽量为每小时1245吨, 蒸发冷却技术的应用会对机组冷却系统产生变化, 应用后的效果图如下。

第一, 应用后的系统会增加空气冷凝器蒸汽流量, 机组在运行背压方面会有所变化, 主要是其背压的变化幅度扩大, 在分流量为5%左右时, 背压改变幅度为2.5k Pa, 当分流量为30%时, 其应用后的背压将会降低11.8k Pa, 变化幅度变大。

应用后的分流比率变为25%以及15%, 在应用后, 机组的背压会随着机组符合的增加而增大, 在25%的分流蒸汽流量情况下, 60%的负荷将会造成背压减少4.8k Pa, 如果负荷不变的情况下, 应用后的机组运行背压会降低1.23k Pa, 主要原因在于蒸发式冷凝器在进行换热过程中, 其运行的性能主要受到循环水温度与蒸汽温度的差距来决定。如果其他的运行参数保持稳定, 当负荷增大时, 应用前的背压将会变大, 随之汽轮机的排汽温度会增加, 两者的差值越大, 蒸发式冷凝器效果将会越大。

3. 结语

综上所述, 当蒸发式冷凝器分流后, 其比例变大后会造成机组的背压降低幅度变大, 而当机组符合变大时, 应用后的系统会使得背压的减少量增加, 当温度变化时, 如果温度是升高的情况下背压的降低量会增大, 并且整体的变化规律是呈指数关系的。要想有效保障蒸发式冷凝器系统高效的运行, 必须保障直接空冷机组是在高温度的情况下运行, 同时要保障运行的负荷。

摘要：在夏季时, 直接空冷机组会遇到背压高以及出力方面问题, 如果利用蒸发冷却技术来对汽轮机的排汽进行分流, 从而减少凝汽器的负荷, 保障机组背压能够减小, 以及增加其出力效果。本文主要以600MW机组直接空冷系统为例, 进行蒸发冷却技术的应用, 详细阐述了我国蒸发冷却技术在600MW机组直接空冷系统中的应用情况, 以及不同参数情况下的运行效果, 为蒸发冷却技术的应用分析提供参考。

关键词：技术应用,蒸汽排量,运行背压