干湿联合冷却系统--火力发电厂节水首选

作者：中国电力报

欢迎访问e展厅 展厅 2 中小型发电机展厅 柴油发电机组, 汽油发电机, 燃气发电机组, 移动电站, ... 现有凝结水冷却系统可采用的节水方法： ●直接空冷系统 ●海勒式间接空冷系统和哈蒙式间接空冷系统 ●由海勒式间接空冷系统、哈蒙式间接空冷系统与湿冷构成的干湿联合冷却系统 ●湿冷冷却水塔的静电收水，在实验室做了实验，未经工业实施，具体实施还需较长的时间 由于当代人类生活水准同能量和水的消耗息息相关。全球人口的剧增使淡水和能源消耗量难以估算。据有关专家预测：2010年后，我国将进入严重缺水期，为保证国民经济的可持续发展，合理使用淡水资源和有效节约淡水资源的问题已迫在眉睫。保护现存珍贵的淡水资源，就是保证人类必要的生活条件。“井枯方知水为贵”，用水大户电厂的节约用水已经变得越来越紧迫。 发电厂空冷技术已成为当前发电厂建设中的一个热门课题，空冷机组冷却系统本身可节水97％以上，全厂性节水约65％。一般1ｍ3／ｓ的水可建设100万千瓦湿冷机组，而建设100万千瓦空冷机组只需0.35ｍ3／ｓ的水。因此相同数量的水可建设的空冷机组规模比湿冷机组的规模大三倍，这充分显示了空冷技术节水的优越性及其推广使用的广阔前景。现就目前空冷技术谈一下笔者的看法。 直接空冷系统与间接空冷系统 目前用于发电厂的空冷系统主要有三种，即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统和带喷射式（混合式）凝汽器的间接空冷系统。 直接空冷系统，又称空气冷却系统。直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，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。直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器，这种空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资较少，占地少，空气量的调节灵活。该系统一般与高背压汽轮机配套。这种系统的缺点是运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时为造成真空需要的时间较长，机组效率低，一次能源消耗大。 海勒式间接空冷系统主要由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔构成。系统中的冷却水是高纯度的中性水（PH=6.8－7.2）。中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排汽混合并将其冷凝。受热后的冷却水绝大部分由冷却水循环泵送至空冷塔散热器，经与空气对流换热冷却后通过调压水轮机将冷却水再送至喷射式凝汽器进入下一个循环。受热的循环冷却水的极少部分经凝结水精处理装置处理后送至汽轮机回热系统。海勒式间接空冷系统优点是以微正压的低压水系统运行。其年平均背压低于直接空冷机组，稍低于哈蒙式间接空冷机组，故机组煤耗较低。缺点是设备多、系统复杂、冷却水循环泵泵坑较深。 哈蒙式间接空冷机组是在海勒式间接空冷系统的运行实践基础上发展起来的系统。哈蒙式间接空冷机组由表面式凝汽器与空冷塔构成。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铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。 直接空冷、海勒式与哈蒙式间接空冷系统虽然节水效果较好，由于其高背压和现有冷却水塔冷却面积所限，夏季会造成出力的限制。 干湿联合冷却系统是一种发展趋势 配有空冷系统的空冷机组，一次性投资较高，发电标准煤耗较大，夏季短暂时间还要限制机组出力，故不利于大量采用，配有湿冷系统的湿冷机组，虽然上述问题较小，但却需要消耗大量的循环水。因此电厂采用空冷（干冷）、水冷（湿冷）的干湿联合冷却系统是一种解决上述两方面的方案，是机组冷却系统的一种发展趋势。干湿联合冷却系统机组既能发挥空冷机组的优越性，又保持湿冷机组节约投资的优点，经济性高，夏季出力不限制。非常适应机组变工况运行节水、夜间低负荷节水及冬季节水。 干湿联合冷却系统的特点和分类 干湿联合冷却系统可分为三类： 分建式联合冷却系统。这种系统是由干冷塔、湿冷塔和表面式凝汽器组成，在干冷塔、湿冷塔里冷却介质分别在两个完全隔开的回路中进行循环。干冷塔全年运行，在低气温时充分发挥其散热能力大的作用；湿冷塔在高气温时投运，充分发挥其夏季满发的功能，当湿冷塔停运时，可用阀门将湿冷塔循环回路隔断。每次切换时，湿冷塔系统里的水井不与干冷塔系统里的水相混合，而是各自排至该塔底部的集水池内。同样，当湿冷塔投运时，干冷塔里的水排至该塔下部的贮水箱内。当干冷塔投运时，用充水泵从贮水箱吸水井把水充至散热器内，待散热器内水充满后方可启动循环水泵。 合建式联合冷却系统。这种冷却系统中的联合冷却塔是将湿、干冷却部件合建在一个塔体里的机械通风式联合塔。合建式机械通风联合塔的较新设计方案是采用圆形塔体，风机群布置在该塔体内顶部，干冷部件和湿冷部件交替地布置在塔的周围，并在空气侧并联，这样可使由湿、干部件排出的受热空气充分混合。同时，在水侧将干冷部件串联在湿冷部件之前。干冷部件采用金属翅片管式散热器，湿冷部件则采用具有消音性能的石棉水泥淋水板。 干湿散热表面紧缩在一起联合冷却系统。干湿散热表面紧缩在一起联合冷却系统，适应干式、湿式联合运行或干式、湿式单独运行等三种运行方式。当干式单独运行时，根据配水槽内水位情况控制安装在塔配水槽里的许多不同长度的喷水装置不向一定范围内的冷却部件喷水，这些冷却部件便以干式方式运行；当湿式单独运行时，控制喷水装置向一定方式运行；当干、湿方式同时运行时，干、湿散热表面的分配由塔外安装的调节阀来实现。只有当开启调节阀和循环水进入装有高效除水器的配水槽时，才能以湿时方式运行，否则，关闭调节阀，只能按干湿方式运行。冷却后的循环水聚集在一个储水池里，然后被送回凝汽器。塔顶设抽风式轴流冷却风机造成空气流动。 优化设计改造方案 社会对能源的需求越来越大，能源问题已成为国家发展战略的重要组成部分。我国能源利用效率仅33％，与世界先进水平差10个百分点，是世界上产值能耗最高的国家之一。因此，也可以说我国的节能潜力很大。电厂实现节能目标最好的出路是从提高能源使用效率入手。联合塔的优点是：节约用水、冬季没有雾气团、没有噪声、易在现有机组改造。这种联合冷却系统中的喷射式（混合式）凝汽器只能接受来自冷却塔干冷段的呈中性的高纯度除盐水。在冷却塔进风口处多半部分布置干冷段（即空冷散热器），在塔进风口处少半部分布置少量湿冷段（即喷水填料装置）。在寒冷季节，喷射式凝汽器的水通过冷却水循环泵送至联合冷却塔的干冷段，然后回到凝汽器。在夏季，除了干冷段投入运行，将水温降低以外，还有部分热水通过专用的表面式水水热交换器进行再冷却，然后两者混合变成低温水，经调压水轮机送至喷射式凝汽器。在水水热交换器里受热的生水在湿冷段冷却并继续循环。水水热交换器布置在干湿联合冷却塔内，为避免污染呈中性、高纯度除盐水质的冷却水，在热交换器内，中性水压力高于生水压力。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/17/2004)