空冷技术的发展及应用
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国内外直接空冷系统的发展及现状近年来,国内外发电厂空冷技术得到飞速发展,成果显著。
为了加强对空冷技术的了解与利用,文章主要从空冷系统概述、国内外直接空冷系统的发展状况、直接空冷系统的现状、电站空冷技术的前景及展望四方面对国内外直接空冷系统的发展及现状进行论述,以供参考。
标签:直接空冷系统;定义;发展;现状前言近年来,随着经济的发展,国内直接空冷电站发展空前迅速,空冷技术受到广大的关注。
距今为止,电厂空冷技术的提出已有60余年的历史,在这期间,空冷技术逐渐发展壮大,技术由不成熟到成熟,应用地区由小到大,其发展前景越来越广阔。
并且在今后,空冷技术将会得到更广阔的发展空间。
1 空冷系统概述1.1 空冷系统定义所谓的空冷系统,又称干冷系统,是指汽轮机的冷却系统以空气为冷却介质。
整个系统具有密闭循环、节水效果明显等特点,是一种较理想的节水技术。
1.2 空冷系统种类目前,国内外空冷系统主要有3种,分别是:直接空冷系统;间接空冷系统分为两种,其中一种是带有表面式凝汽器,又称哈蒙系统;另一种是带喷射式(混合式)凝汽器,又称海勒系统。
1.3 空冷系统作用火力发电产的建设须具备燃料和水两大丰富资源的条件,但是一些地区虽然燃料丰富,却极其缺水,如伊朗、沙特、南非、我国的“三北”地区等。
这极大地制约了火力发电,然而空冷系统的出现,就有效的解决了“富煤贫水”的问题。
2 国内外直接空冷系统的发展状况空冷系统有3种,本文主要对直接空冷系统进行论述。
直接空冷系统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,是目前3种空冷系统应用最广泛的一种。
它具有结构比较简单,所需空冷元件比较少,投资较低等特点,能够有效的解决富煤贫水地区的发电问题。
2.1 国外直接空冷系统的发展状况直接空冷技术的发展历史已有60年,最早在20世纪30年代就已经在国外提出,后来逐渐引进到国内。
期间,直接空冷技术的发展大致经历了三个阶段,分别是:起步发展、扩大发展以及突飞猛进发展。
2024年电站空冷市场发展现状概述电站空冷是一种重要的热管理技术,用于冷却电力发电厂的热能产生。
空冷系统通过将空气作为冷却介质,从而替代传统的水冷系统。
电站空冷技术具有高效、节能、环保等特点,因此在全球范围内受到广泛关注和应用。
本文将深入研究电站空冷市场的发展现状。
电站空冷技术的类型电站空冷技术主要分为两种类型:直接空冷和间接空冷。
直接空冷直接空冷技术是将烟气直接排放到大气中,通过自然对流或强制对流来实现冷却。
它采用冷却塔或冷却风扇来增强空气流动,以确保烟气能够充分散热。
直接空冷技术具有简单、成本低、操作维护方便等优点,广泛应用于中小型电站。
间接空冷间接空冷技术是通过热交换器将烟气与冷却介质隔离,实现热能的传递。
常见的冷却介质包括水、空气和气体等。
间接空冷技术具有降低湿冷却系统中水的消耗、提高发电效率等优点,被广泛应用于大型发电厂。
2024年电站空冷市场发展现状电站空冷市场在过去几年里取得了显著的发展,并且有着广阔的前景。
市场规模根据市场研究报告,预计到2025年,全球电站空冷市场规模将达到XX亿美元,年均复合增长率约为X%。
亚太地区将成为最大的电站空冷市场,而中国和印度等新兴经济体在该地区的增长将主导市场增长。
增长驱动因素电站空冷市场的快速增长是由以下因素推动的:1.不断增长的能源需求:随着全球人口和工业的增长,对电力的需求不断增加,使得电站空冷技术得到更广泛的应用。
2.环保要求的提高:传统的水冷系统对水资源的消耗较大,而电站空冷技术能够显著减少水资源的利用,从而受到环保政策的支持。
3.高效发电需求:电站空冷技术可以提高发电效率,减少能源浪费,符合发电行业对于高效能的追求。
4.技术的不断进步:电站空冷技术在过去几年里得到了较大的发展,使得其性能和经济性得到了显著提高,更易于推广和应用。
市场竞争压力电站空冷市场存在着一定的竞争压力,主要来自以下几个方面:1.技术竞争:不同的电站空冷技术对比,性能和经济性等方面存在差异,不同厂商的产品技术水平差异也较大。
发电厂直接空冷技术简介一、火力发电厂机组冷却方式分类1.1、湿式冷却方式。
湿式冷却方式分直流冷却和冷却塔2种。
湿式直流冷却一般是从江、河、湖、海等自然水体中罗致必定量的水作为冷却水,冷却工艺离心机汲取废热使水温升高,再排入江、河、湖、海。
当不具备直流冷却条件时,则需要用冷却塔来冷却。
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散入大气。
1.2、干式冷却方式。
在缺水地区,增补因在冷却过程中损失的水非常难题,采用空气冷却的方式能很好地办理这一问题。
空气冷却过程中,空气与水(或排汽)的热交换,是通过由金属管组成的散热器表面传热,将管内的水(或排汽)的热量传输给散热器外活动的空气。
当前,用于发电厂的空冷系统主要有3种,即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式空冷系统)和带喷射式(混淆式)凝汽器的间接空冷系统(海勒式空冷系统)。
直接空冷便是利用空气直接冷凝从汽轮机的排气,空气与排气通过散热器进行热互换。
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形成,系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混归并将加热后的冷凝水绝大部门送至空冷散热器,颠末换热后的冷却水再送至喷射式凝汽器进行下一个循环。
少少一部分中性水经由精处置惩罚后送回锅炉与汽机的水循环系统。
哈蒙式间接空冷系统又称带表面式凝汽器的间接空冷系统,在该系统中冷却水与汽锅给水是离开,如此就保证了锅炉给水水质。
哈蒙式空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔构成,系统与通用的湿冷系统无比相似[1,2]。
据统计目前世界上空冷系统的装机容量中,直接空冷系统约占43%,表面式凝汽器间接空冷系统约占24%,混合式凝汽器间接空冷系统约占33%。
二、直接空冷系统的工作原理汽轮机排汽在空冷凝汽器中被空气冷却而凝结成水,排汽与空气之间的热交流是在表面式空冷凝汽器内完成。
在直接空冷换热历程中,应用散热器翅片管外侧流过的冷空气,将凝汽器中从处于真空状况下的汽轮机排挤的热介质饱和蒸汽冷凝,末了冷凝后的固结水经处理后送回锅炉。
api661空冷结构型式【实用版5篇】目录(篇1)1.API661 的概述2.空冷结构型式的定义3.空冷结构型式的分类4.空冷结构型式的设计和应用5.空冷结构型式的优势和局限性正文(篇1)API661 是美国石油学会的标准,主要规定了石油、天然气和化学工业用空冷器的设计、制造、安装和使用。
空冷结构型式,顾名思义,是指通过空气冷却的方式对设备或系统进行冷却的结构类型。
空冷结构型式主要分为两种:自然空冷和强制空冷。
自然空冷是指利用自然界的空气流动进行冷却,不需要额外的设备或能源。
强制空冷则是通过风机等设备强制使空气流动,提高冷却效果。
在设计和应用空冷结构型式时,需要考虑多方面的因素,包括环境温度、空气湿度、设备的热负荷等。
合理的空冷结构型式设计可以有效地提高设备的运行效率和寿命,降低维护成本。
空冷结构型式具有许多优势,比如节能、环保、安全等。
与水冷结构型式相比,空冷结构型式不需要大量的水资源,可以节约水资源,减少环境污染。
同时,空冷结构型式也不会因为水的泄漏或冻结等问题导致设备的故障或损坏。
然而,空冷结构型式也有其局限性。
由于空气的比热容较小,空冷结构型式的冷却效果相对较差,可能不适合高温或高热负荷的设备。
此外,空冷结构型式需要占用较大的空间,对场地有一定的要求。
目录(篇2)1.概述2.api661 的定义和作用3.空冷结构型式的分类4.空冷结构型式的设计和应用5.空冷结构型式的优缺点6.结论正文(篇2)1.概述API661 是一种工业标准,主要用于规范石油、天然气和化工行业的设备设计和制造。
其中,空冷结构型式是 API661 标准中的一个重要部分,主要涉及到设备的冷却系统。
2.api661 的定义和作用API661 标准对空冷结构型式的定义是:通过自然对流或强制对流的方式,使设备表面温度低于环境温度的冷却方式。
它的主要作用是保证设备在高温环境下的正常运行,防止设备过热损坏,提高设备的使用寿命。
3.空冷结构型式的分类空冷结构型式主要分为自然空冷和强制空冷两种。
干湿联合空冷器用原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述干湿联合空冷器是一种新兴的空调系统,利用蒸发和冷却原理来实现室内空气的降温。
相比传统的空调系统,干湿联合空冷器具有更高的能效和更低的能耗。
本文将详细介绍干湿联合空冷器的工作原理、优势以及应用领域。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分,概述了文章内容和结构。
接下来将介绍干湿联合空冷器的用途和工作原理,并阐明其在不同领域中的应用。
然后将详细解释干湿联合空冷器的核心操作步骤和原理细节。
最后,在结论与展望部分对干湿联合空冷器的原理与应用进行总结,并展望未来发展方向和研究前景。
1.3 目的本文旨在全面介绍干湿联合空冷器的原理与应用,帮助读者了解该技术的基本工作原理以及广泛应用于工业、交通运输、建筑和舒适空调等领域的优势。
同时,本文也将展望干湿联合空冷器在未来的发展方向和研究前景,为相关领域的专家学者提供参考和借鉴。
(以上为正文内容,撰写时可根据需要继续完善并扩充)2. 干湿联合空冷器用原理:2.1 干湿联合空冷器介绍干湿联合空冷器是一种先进的热交换装置,通过结合蒸发冷却和直接蒸发降温的原理来降低空气温度。
它通常由一个加湿器、一个蒸发预冷器和一个再加热/除湿器组成。
2.2 干湿联合空冷器工作原理干湿联合空冷器的工作原理基于两种基本过程:蒸发和直接蒸发降温。
首先,空气经由蒸发预冷过程。
在此过程中,热空气通过与凉爽、干燥的介质(如塑料填料)接触,使介质表面的水分子蒸发并吸收热量,从而导致空气温度下降。
然后,经过加湿过程。
在这个步骤中,通过将水雾喷洒到热空气中,增加其相对湿度,并提高了后续直接蒸发降温效果的实施条件。
最后,进行再加热和除湿处理。
通过与严格控制的恢复装置接触,水分子从湿空气中蒸发,然后重新被吸收到介质中。
这个过程导致空气再次升温和除湿。
2.3 干湿联合空冷器优势干湿联合空冷器相较于传统的空调系统具有以下几个优势:- 降低能耗:由于干湿联合原理的应用,该空冷器系统可以在相对高效的工作条件下实现更低的能耗。
api661空冷结构型式摘要:1.API661 概述2.空冷结构型式分类3.空冷结构型式的特点4.空冷结构型式的应用5.空冷结构型式的发展趋势正文:API661 概述API661 是美国石油学会的标准,主要规定了石油、天然气和化学工业用空冷器的设计、制造、安装和使用。
空冷器是一种重要的热交换设备,用于冷却流体。
在石油、天然气和化学工业中,空冷器被广泛应用于冷却润滑油、密封油、燃料油、天然气等。
空冷结构型式分类根据API661 标准,空冷结构型式主要分为以下几种:翅片管式、螺旋板式、波纹管式、蛇管式和鳍管式。
这些结构型式各具特点,适用于不同的工况。
1.翅片管式:翅片管式空冷器是由翅片管和框架组成的。
翅片管内流动的是热流体,而翅片管外流动的是冷流体。
通过翅片的热传导,使热流体降温。
2.螺旋板式:螺旋板式空冷器是由螺旋板和壳体组成的。
热流体在螺旋板内流动,而冷流体在螺旋板外流动。
通过螺旋板的热传导,使热流体降温。
3.波纹管式:波纹管式空冷器是由波纹管和壳体组成的。
热流体在波纹管内流动,而冷流体在波纹管外流动。
通过波纹管的热传导,使热流体降温。
4.蛇管式:蛇管式空冷器是由蛇管和壳体组成的。
热流体在蛇管内流动,而冷流体在蛇管外流动。
通过蛇管的热传导,使热流体降温。
5.鳍管式:鳍管式空冷器是由鳍管和壳体组成的。
热流体在鳍管内流动,而冷流体在鳍管外流动。
通过鳍管的热传导,使热流体降温。
空冷结构型式的特点翅片管式空冷器具有结构紧凑、传热效率高、承压能力强等特点。
适用于大流量、低压差的工况。
螺旋板式空冷器具有结构简单、占地面积小、传热效率高、承压能力强等特点。
适用于中小流量、中高压差的工况。
波纹管式空冷器具有结构简单、传热效率高、承压能力强等特点。
适用于小流量、高压差的工况。
蛇管式空冷器具有结构简单、传热效率高、承压能力强等特点。
适用于大流量、高压差的工况。
鳍管式空冷器具有结构简单、传热效率高、承压能力强等特点。
空冷技术的发展及应用
班级:动本0719
学号:0742021934
姓名:高晓刚
空冷技术的发展及应用
随着工农业生产的发展,许多城市及地区相继出现生产与生活用水日益紧张的局面,水已成为制约国民经济发展的主要因素之一。
内蒙古、山西等北方地区是我国的能源基地,蕴藏着丰富的煤炭资源,可为大火力发电厂提供充足的燃料,同时又是水资源最为缺乏的地区。
在这种状况下,直接空冷技术的应用在很大程度上解决了这些地区“富煤缺水”的难题。
1.1湿式冷却方式
湿式冷却方式分直流冷却和冷却塔2种。
湿式直流冷却一般是从江、河、湖、海等天然水体中汲取一定量的水作为冷却水,冷却工艺设备吸取废热使水温升高,再排入江、河、湖、海。
当不具备直流冷却条件时,则需要用冷却塔来冷却。
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散入大气。
1.2干式冷却方式
在缺水地区,补充因在冷却过程中损失的水非常困难,采用空气冷却的方式能很好地解决这一问题。
空气冷却过程中,空气与水(或排汽)的热交换,是通过由金属管组成的散热器表面传热,将管内的水(或排汽)的热量传输给散热器外流动的空气。
当前,用于发电厂的空冷系统主要有3种,即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式空冷系统)和带喷射式(混合式)凝汽器的间接空冷系统(海勒式空冷系统)。
直接空冷就是利用空气直接冷凝从汽轮机的排气,空气与排气通过散热器进行热交换。
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,系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混合并将加热后的冷凝水绝大部分送至空冷散热器,经过换热后的冷却水再送至喷射式凝汽器进行下一个循环。
极少一部分中性水经过精处理后送回锅炉与汽机的水循环系统。
哈蒙式间接空冷系统又称带表面式凝汽器的间接空冷系统,在该系统中冷却水与锅炉给水是分开的,这样就保证了锅炉给水水质。
哈蒙式空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔组成,系统与常规的湿冷系统非常相似。
据统计目前世界上空冷系统的装机容量中,直接空冷系统约占43%,表面式凝汽器间接空冷系统约占24%,混合式凝汽器间接空冷系统约占33%。
2直接空冷系统的工作原理
汽轮机排汽在空冷凝汽器中被空气冷却而凝结成水,排汽与空气之间的热交换是在表面式空冷凝汽器内完成。
在直接空冷换热过程中,利用散热器翅片管外侧流过的冷空气,将凝汽器中从处于真空状态下的汽轮机排出的热介质饱和蒸汽冷凝,最后冷凝后的凝结水经处理后送回锅炉。
3直接空冷凝汽器的发展现状
直接空冷技术的发展主要是围绕直接空冷凝汽器管束进行的。
空冷凝汽器是空冷机组冷端的主要部分,汽轮机排汽将几乎全部在凝汽器中冷凝成冷凝水。
汽轮机排出的蒸汽在凝汽器翅片管束内流动,空气在凝汽器翅片管外流动对蒸汽直接冷却。
从提高冷却效率角度出发,一般在管束下面装有风扇机组进行强制通风或将管束建在自然通风塔内,在现有运行的机组中,强制通风方式由于其可调控性能较好等优点而广泛应用。
直接空冷凝汽器由于特点突出,已经逐渐在世界各国进行技术研究并逐步推广应用。
由于间接空冷凝汽器系统相对于直接空冷凝汽器系统设备多、造价高、维修量大、运行难度大且可靠性较差,所以它将只是水冷凝汽器系统和直接空冷凝汽器系统之间的一个过渡,直接空冷凝汽器将是今后
电厂冷却系统发展的重要方向。
3直接空冷系统的特点
3.1直接空冷机组的优点
3.1.1耗水量小
在水冷凝汽器机组中,冷却塔的蒸发损失量很大,约占全厂耗水量的90%以上,直接空冷凝汽器采用空气冷却,减少中间的水冷过程。
据统计,采用直接空冷凝汽器系统的机组比水冷凝汽器机组节水70%以上。
由于直接空冷的节水特性,在富煤而干旱缺水地区电站建设开辟了一条新道路。
3.1.2占地面积小
直接空冷凝汽器系统没有水冷凝汽器系统中的循环冷却水塔和循环水泵房,建在厂房外,利用厂房与升压站空间,因此,占地面积减少。
3.1.3较高的经济性
在水资源日益紧张、水价不断提高、环保要求等问题的日益突出,直接空冷系统在经济性方面的优越性也就更加突出。
从投资角度看,直接空冷系统机组造价高,而且运行期间的热耗率较高,但是从长远利益考虑在富煤贫水地区建造电厂及运行所需的费用远比水源充足地区的煤炭运输费用低,并且节约大量用水。
因此,直接空冷系统的整体经济性将高于水冷机组,同时在节约大量用水的同时创造了更高的社会价值。
3.1.4运行安全可靠、防冻效果好
直接空冷机组将整个系统划分为若干单元,如某电厂200 MW机组凝汽器系统划分为24个凝汽单元,在运行期间可以将出现故障的单元与整体隔离进行维修;在降负荷运行及冬天,在满足冷却条件时可以将部单元停运;可以对每台风机进行变速调节,以进行凝结水过冷度和汽轮机背压的调整。
3.2直接空冷系统存在的缺陷
3.2.1机组被压高、变化大
汽轮机被压在超出设计范围时,汽轮机将被迫降低出力,影响机组效率。
由于空气热容量远远小于水,冷却能力低,即使空冷系统具有很大的换热面积,但是机组的被压普遍比湿冷机组高,一般设计背压为15~35 kPa。
环境温度对机组被压影响也很大,一些地区机组由于环境温度影响,在冬季被压能降到设计被压的2/3以下,夏天却升到设计被压的200%以上,因此,汽轮机必须能适应较宽背压范围的需要。
虽然直接空冷机组的汽轮机可以适应较大范围的背压变化,但在一年中的某段时间内,由于背压超出设计范围,汽轮机出力将被迫降低。
3.2.2热空气再循环的影响
在直接控冷系统中,由于采用了空冷强制通风,热气出口的空气可能被空气入口吸入进行再循环。
在夏天机组运行中,热空气的再循环严重影响凝汽器的冷却效率。
热空气的再循环与凝汽器的几何参数、外部风速及风向有关。
在凝汽器周围设置挡热板能较好地解决这一问题。
此外,风机群噪声对环境的影响、风机消耗动力、维护量大、系统的负压区域大等都是空冷机组存在的缺点。
4直接空冷技术发展及其在建筑节能中的应用
目前在我国的华北、西北地区,人均淡水拥有量仅为全国平均水平的1/4,而煤炭资源却非常丰富,主要分布在山西、陕北、宁夏南部、甘肃的东部和南部、新疆的哈密和北疆地区,煤质好、储量丰富,同时接壤的哈萨克斯坦、外蒙都有廉价丰富的煤炭资源,
这为发展火力发电产业确定了良好的外部资源。
在北方地区,常年气温较低,年
平均气温在15℃左右,特别在西北地区,常年平均气温不到10℃,并且许多地区属常年多风地区,气流动性强,又属干旱地区,空气相对湿度小,空气的洁净程度也高,这为空冷机组的冷却系统优化.提高循环效率提供了良好的外界环境条件。
另外,在北方地区由于气候寒冷的原期长达150~200 d之久,需要用大量的热负荷,一些城市为了采暖建了许多燃煤锅炉房,该锅炉换热效率低.粉尘、烟尘污染大,给城市环境造成极大的污染,而采用集中热电联产供暖方式,则可极大的解决上述供热低效问题和环境污染问题,且供热稳定性好,同时也提高了电厂的循环效率,特别对空冷机组而言,可以弥补由于空冷形式机组热效率降低而造成电厂总体成本的上升,在达到了节水的同时,减少了能源的消耗。
北方城市供热依据,一般以室外气温为准,从设计角度来考虑,当室外气温降低至5℃时始向热用户供热,供热水温度为55℃,当气温降低至-12℃时达到最高热用户供暖热水温度75℃,以后供暖温度将保持恒定,不在随室外温度变化,热网回水温度根据供水温度和热用户情况维持在35~55℃,以满足用户的采暖要求。
上述供热系统为直接供热方式,对于采用二次换热和经过混水方式供热的采暖系统,供水温度相对要高一些,具体视采暖系统的设计而定,最高可达130℃,这在系统设计上通过增加尖峰加热器可得到解决,回水温度在这时为了保证机组的经济性需保持的低一些,以55℃以下为宜。
从空冷机组运行参数表可看出,目前表面式空冷机组已运行的排气温度从设计上可达到59~82℃,若采用汽轮机排气加热热网采暖回水,考虑表面式换热器自身的端差3~5℃,则凝汽器的冷却水(即热网送水)的出水温度理论上是可以达到77.5~79.5℃,该温度水可直接供至热用户采暖,经散热冷却后可再回到凝汽器冷却汽轮机排气而被加热。
为了进一步提高热网供水温度,从汽轮机的设计上可再适当提高机组的排气温度,使机组末级叶片运行在安全范围内即可。
从机组的运行来看,夏季没有热用户的情况下,空冷水塔为冷却水散热器,在机组富裕、电力充沛的情况下,由于空冷机组设计背压运行范围宽,机组具有较强的调峰能力,可进行调峰,同时以降低由于排气压高造成的热损失;在冬季,热网系统投入运行,机组冷却水的散热主要由热用户完成,在热用户负荷比较低的情况下,空冷水塔可作为辅助散热器,当采暖热负荷较高时,空冷水塔可停用或部分停用,同时水塔散热器采取放空或隔断通风少量通水防冻的措施防止散热器冻坏。
在排气热负荷不足时,可采用机组抽气通过尖峰换热器提高供水温度以满足热用户的采暖求同时保证机组的安全稳定运行[7]。
5小结
我国是一个水资源缺乏的国家,淡水资源尤其匮乏,直接空冷技术在节约用水、降低耗水量、降低能耗等方面发挥着不可替代的优势,它将是我国经济持续发展的必行之路。
随着国民经济的快速发展,电力需求的逐年剧增,在富煤缺水地区电厂采用直接空冷技术,从现实及长远利益考虑都有十分重要的意义。
采用直接空冷技术、建设节水型电厂将是华北、西北地区电力行业发展的重要途径之一。