火电厂直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的综
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技能认证火电施工考试(习题卷51)第1部分:单项选择题,共64题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]直接空冷机组散热器迎面风速较高时,空冷凝汽器抵御横向风速能力和抵御热风再循环能力()。
A)不影响B)降低C)提高答案:C解析:2.[单选题]等截面叶片拉应力最大值在()A)叶顶截面B)1/2叶片高度截面C)根部截面答案:C解析:3.[单选题]一般规定汽轮机乏汽湿度应小于()。
A)5%B)12%C)15%答案:B解析:4.[单选题]承压部件管子胀粗时,其焊口一般()。
A)不胀粗B)明显胀粗C)胀粗不明显答案:A解析:5.[单选题]在停机时,发现调速汽门不严,应该()。
A)解列后再打闸B)先打闸后解列C)没有任何限制规定答案:B解析:6.[单选题]断路器(开关)遮断容量应满足装设点开断可能发生的最大短路电流的技术要求。
如遮断容量不够,必须将操作机构用墙或( )与该断路器(开关)隔开,重合闸装置必须停用。
A)金属板B)隔离挡板C)绝缘挡板答案:AA)增大B)减小C)不变答案:C解析:8.[单选题]地上或管沟敷设的燃油管道的始端、末端、分支处以及直线段每隔200m~300m 处,应设置防静电和防感应雷的接地装置,每处接地电阻不超过( )A)20ΩB)30ΩC)40Ω答案:B解析:9.[单选题]一级负荷为重要用户,其供电应为双路电源,该电源最好应该是()。
A)同一变电所的同一段母线引出的两个回路供电B)同一变电所的两段母线分别引出的两个回路供电C)分别由两个变电所供电答案:C解析:10.[单选题]离心式风机采用后弯叶片和前弯叶片的效率()。
A)前者低B)一样C)前者高答案:C解析:11.[单选题]锅水中的硅酸和硅酸盐可以相互转化,若使硅酸转化变为难溶于蒸汽的硅酸盐时,可提高锅水的()。
A)酸度B)碱度C)硬度答案:B解析:12.[单选题]燃油设备检修需要动火时,应办理( ),采取可靠的安全措施。
技能认证火电施工考试(习题卷57)第1部分:单项选择题,共64题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]循环流化床锅炉颗粒床层从静止状态转变为流态化状态所需的最低速度,通常称为()流化风速。
A)超临界B)临界C)亚临界答案:B解析:2.[单选题]直接空冷运行时,()在空冷凝汽器冷却放热。
A)冷空气B)汽轮机排汽C)循环水答案:B解析:3.[单选题]凝汽器汽侧漏入空气,()。
A)循环水温升增大B)循环水温升不变C)循环水温升下降答案:C解析:4.[单选题]轴流式风机特点()。
A)流量大,风压大B)流量小,风压小C)流量大,风压小答案:C解析:5.[单选题]中间再热锅炉启动中,保护再热器的手段有()。
A)正确使用一、二级旁路B)加强疏水C)轮流切换答案:A解析:6.[单选题]发电机手动并列操作中,要求离同期点提前一个角度合入发电机断路器,此角度所确定的时间,应等于()时间A)断路器固有合闸B)继电保护动作C)发合闸脉冲到断路器合入答案:C解析:B)汽温C)任一就可以答案:B解析:8.[单选题]机组冷态启动时,投入旁路系统控制锅炉()温度,使之与汽轮机汽缸金属壁温度较快地相匹配。
A)压力B)过热度C)蒸汽答案:C解析:9.[单选题]锅炉出现尾部烟道再燃烧事故而停炉后,应采取的措施()。
A)停止回转式空气预热器的运行B)使用消防或清洗水进行灭火C)保持空气预热器运行,使用蒸汽进行灭火答案:C解析:10.[单选题]直流燃烧器结构的选择依据是()。
A)锅炉容量B)燃煤特性C)灰份特性答案:B解析:11.[单选题]()的分子间隙最小。
A)流体B)气体C)固体答案:C解析:12.[单选题]当汽轮机负荷增加,转速降低时,由于调节机构的作用增加了进汽量,使机组又重新恢复等速运行,但此时稳定运行的速度比负荷变化前()A)要低B)要高C)不变答案:A解析:13.[单选题]为了安全起见,投入油枪时应在()操作。
单位招聘考试火电施工(试卷编号221)1.[单选题]双背压凝汽器的热井是通过()。
A)连通管连接;B)壳体直接连接;C.各自独立;C)维持一定水位后相连。
答案:A解析:2.[单选题]接地电阻是指( )。
A)接地极或自然接地极的对地电阻;B)接地线电阻的总和;C)接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和。
答案:C解析:3.[单选题]沸腾的液体和汽体同时存在,汽体和液体的温度()。
A)相等B)不相等C)汽体湿度大于液体温度答案:A解析:4.[单选题]防误装置电源应与()电源独立A)控制与信号回路B)继电保护与信号回C)继电保护与控制回路答案:C解析:5.[单选题]实际物体的辐射力与同温度下绝对黑体的辐射力()。
A)前者大于后者B)前者小于后者C)二者相等答案:B解析:6.[单选题]空冷风机叶片材质为(),耐久性强,不宜破损。
A)不锈钢答案:C解析:7.[单选题]外绝缘放电电压随着海拔高度的增加而( )。
A)增加;B)降低;C)不变。
答案:B解析:8.[单选题]水蒸汽凝结放热时,其温度()A)降低B)升高C)不变答案:C解析:9.[单选题]低压加热器运行中,水侧压力()汽侧压力,为保证汽轮机组安全运行,在水侧设自动旁路保护装置。
A)低于B)等于C)高于答案:C解析:10.[单选题]如果需要塑性和韧性高的材料应选用()。
A)低碳钢B)高碳钢C)合金钢答案:A解析:11.[单选题]采用避雷针作为空冷岛防雷保护措施,避雷针经专用引下线集中接地装置接地,集中接地装置工频接地电阻不大于()。
A)5B)10C)20答案:B解析:B)湿法保养C)充氮气干式保养答案:A解析:13.[单选题]炉膛结焦时,可能导致()A)受热面的传热阻力增加B)蒸发量增大C)炉膛出口烟温升高答案:A解析:14.[单选题]在三相四线制电路中,中线的电流()。
A)一定等于0B)一定不等于0C)不一定等于0答案:C解析:15.[单选题]锅炉酸洗的目的是()。
技能认证火电施工考试(习题卷44)第1部分:单项选择题,共64题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]连续性方程是()在流体力学中的具体表现形式。
A)质量守恒定律B)内摩擦定律C)能量守恒定律答案:A解析:2.[单选题]直接空冷机组空冷凝汽器散热总面积是指()。
A)逆流单元散热面积B)单元散热面积C)逆流和顺流单元散热面积之和答案:C解析:3.[单选题]为了利用汽轮机最末级的余速能量,将汽轮机的排汽管设计成()型式。
A)扩压管B)喷嘴C)直通管答案:A解析:4.[单选题]任何运用中的星形接线设备中性点接地系统,必须视为( )。
A)不带电设备B)部分带电设备C)带电设备答案:C解析:5.[单选题]我国220千伏及以上系统的中性点均采用()。
A)直接接地方式B)经消弧圈接地方式C)经大电抗器接地方式答案:A解析:6.[单选题]机组运行中,主蒸汽压力超过105%的瞬间压力波动时间一年内的总和应小于()A)10小时B)11小时C)12小时答案:C解析:B)减少C)无变化答案:B解析:8.[单选题]拆除有张力的( )时应缓慢释放,严禁突然释放。
切割导线时,应将切割处的两侧绑紧固定。
A)软导线B)硬导线C)绝缘线答案:A解析:9.[单选题]一般滚动轴承极限温度比滑动轴承极限温度()。
A)高B)低C)一样答案:A解析:10.[单选题]汽轮机的任一保护装置动作后,汽轮机将在()状态。
A)空负荷运行B)低负荷运行C)停机答案:C解析:11.[单选题]空冷风机叶片材质为(),耐久性强,不宜破损。
A)不锈钢B)铝合金C)玻璃钢答案:C解析:12.[单选题]提高工作压力,直流锅炉水动力特性()。
A)稳定B)不稳定C)与压力无关答案:A解析:13.[单选题]规定为星形接线的电动机而错接成三角形,投入运行后()急剧增大。
A)空载电流B)负荷电流C)三相不平衡电流答案:A解析:14.[单选题]当变压器一次绕组通入直流电时,其二次绕组的()D)感应电势的大小与匝数成反比答案:B解析:15.[单选题]电容器C和一个电容量为2uF的电容器串联后,总电容量为电容器C的电容量1/3,那么电容器C的电容量是()A)3uFB)4uFC)6uFD)8uF答案:B解析:16.[单选题]在梯子上工作时,工作人员必须登在距梯顶不少于( ) 的梯蹬上工作。
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。
火电施工考试(试卷编号2351)1.[单选题]正常运行时,制粉系统锁气器应()动作。
A)连续B)不C)间隔一段时间答案:C解析:2.[单选题]直接空冷系统用空气作为冷却介质,冷凝汽轮机排汽需要较大的冷却面积,因而导致真空系统()。
A)较小B)庞大C)复杂答案:B解析:3.[单选题]复合循环锅炉不是在()基础上发展起来的。
A)强制循环锅炉B)直流锅炉C)自然循环锅炉答案:C解析:4.[单选题]空冷凝汽器污染严重,夏季运行汽轮机排汽压力升高,机组的经济性()。
A)降低B)升高C)不影响答案:A解析:5.[单选题]滚动轴承的游隙是()。
A)径向游隙B)轴向游隙C)径向、轴向两种游隙答案:C解析:6.[单选题]机械密封与填料密封相比,机械密封的优点是()。
C)机械损失小答案:C解析:7.[单选题]空冷风机设有润滑油压低、()、电机线圈温度高保护等。
A)空低保护B)动大保护C)速保护答案:B解析:8.[单选题]在测量电流互感器极性时,电池正极接一次侧正极,负极接一次侧负极,在二次侧接直流电流表, ()正极A)电池断开时,表针向正方向转,则与表正极相连的是二次侧B)电池接通时,表针向正方向转,则与表正极相连的是二次侧C)电池断开时,表针向反方向转,则与表负极相连的是二次侧答案:B解析:9.[单选题]金属材料高温强度的主要考核指标是()A)蠕变极限厂B)交变应力极限C)寿命极限答案:A解析:10.[单选题]随着锅炉压力升高,就地水位计指示值()汽包真实水位。
A)愈高于B)愈低于C)基本不变答案:B解析:11.[单选题]继电保护、安全自动装置及自动化监控系统做传动试验或一次通电时,应通知运行值班人员和有关人员,并由( )或其指派人员到现场监视,将试验相关的工作票押回后方可进行。
A)工作票签发人B)工作许可人C)工作负责人答案:C解析:A)循环水泵B)锅炉给水泵C)凝结水泵答案:B解析:13.[单选题]在热量既不输出又不输入的条件下,工质由一种状态变化为另一种状态的过程称为()。
技能认证火电施工考试(习题卷13)说明:答案和解析在试卷最后第1部分:单项选择题,共67题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]线路断路器两侧的隔离开关合上,断路器在断开位置,这种状态称为( )。
A)运行状态;B)冷备用;C)热备用。
2.[单选题]疏通石灰石下粉管堵粉时,应做好个人防护。
应从身体的( )侧面斜着使用工具,禁止用身体推、顶工具。
A)正面B)侧面C)后面3.[单选题]同时承受径向和轴向力的轴承是()。
A)向心轴承B)推力轴承C)角接触轴承4.[单选题]禁止在柴油机室堆放易燃、易爆及( )。
A)蒸馏水B)腐蚀性物品C)清洁水5.[单选题]火力发电厂新建或改建的空冷塔、空冷凝汽器投入正常运行后()内,应对其冷却能力进行考核试验和性能试验。
A)三个月B)半年C)一年6.[单选题]冬季停运空冷风机的顺序是()。
A)先停顺流,再停逆流B)先停逆流,再停顺流C)无固定顺序7.[单选题]高压加热器运行中,水侧压力()汽侧压力,为保证汽轮机组安全运行,在高压水侧设自动旁路保护装置。
A)低于B)等于C)高于8.[单选题]运行中发现凝结水的导电度增大,应判断为()。
C)凝汽器铜管泄漏9.[单选题]空予器扇形板是()密封装置的一部分。
A)轴向B)径向C)旁路10.[单选题]除尘器漏风量增加,炉膛出口负压不变,q2()。
A)增加B)减小C)不变11.[单选题]发电机转子过电压是由于运行中()而引起的。
A)灭磁开关突然合入B)灭磁开关突然断开C)励磁回路突然发生一点接地12.[单选题]下列损失中,属于级内损失的是()。
A)轴封漏汽损失;B)进汽机构的节流损失;C)隔板漏汽损失。
13.[单选题]t2代表灰的()。
A)变形温度B)软化温度C)熔化温度14.[单选题]电压和电流的瞬时值表达式分别为:u=220sin(),i=5sin(),那么()A)电流滞后电压30B)电流滞后电压30C)电压超前电流50D)电压超前电流5015.[单选题]汽轮机热态启动时,若出现负胀差主要原因是()。
火电施工考试(试卷编号1211)1.[单选题]水或蒸汽与空气间接接触的冷却塔为()。
A)干式冷却塔B)湿式冷却塔C)混合式冷却塔答案:A解析:2.[单选题]小接地电流系统采用过补偿方式,当发生单相接地故障时,接地点通过的电流是()。
A)电阻性B)电容性C)电感性答案:C解析:3.[单选题]直流锅炉的汽温调节一般用()粗调。
A)煤水比B)给水流量C)燃烧器运行答案:A解析:4.[单选题]在三相四线制电路中,中线的电流()。
A)一定等于0B)一定不等于0C)不一定等于0答案:C解析:5.[单选题]随着锅炉容量及蒸汽参数的提高,回路的循环倍率()。
A)增大B)减小C)基本不变答案:B解析:6.[单选题]回转式空气预热器密封装置的主要作用是()。
A)减少空气向烟气中泄漏答案:A解析:7.[单选题]锅炉散热损失的大小与锅炉热负荷的关系是()。
A)热负荷增加散热损失下降B)不变C)热负荷增加散热损失增加答案:A解析:8.[单选题]高速磨煤机转速为()。
A)300-500r/minB)500-750r/minC)750-1500r/min答案:C解析:9.[单选题]铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸浓度()。
A)增加B)减少C)无反映答案:C解析:10.[单选题]直接空冷系统的主要参数按()进行多方案优化计算,以确定最佳的迎风面风速、冷却面积、风机直径及风机数量等。
A)年总费用最小法B)背压最低C)换热能力好答案:A解析:11.[单选题]磨煤机跳闸前有明显异常,跳闸后()。
A)严禁强行启动B)可强行启动一次C)即强行启动两次间隔5秒答案:A解析:12.[单选题]物体之间依赖()进行热传递的过程叫辐射传热。
C)分子的热运动答案:A解析:13.[单选题]已知介质的压力和温度,当温度小于该压力下的饱和温度时,介质的状态是()A)未饱和水B)饱和水C)过热蒸汽答案:A解析:14.[单选题]海勒式空冷系统汽轮机排汽在()换热。
技能认证火电施工考试(习题卷47)说明:答案和解析在试卷最后第1部分:单项选择题,共64题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]当抽气器抽吸的空气和蒸汽混合物温度升高后,抽气器的特性曲线将()。
A)下移B)不变C)上移2.[单选题]空冷凝汽器安装过程中其管道、联箱的焊口及人孔法兰施工质量差导致泄露,影响()。
A)真空系统严密性B)汽轮机排汽压力升高C)机组带负荷能力受限3.[单选题]循环水泵蝶阀重锤是做阀门()使用的。
A)开启B)关闭C)平衡4.[单选题]实际物体的辐射力()同温度下绝对黑体的辐射力。
A)大于B)小于C)等于5.[单选题]在操作过程中要监督危险措施票的落实,()对执行危险点控制措施的正确性负主要责任。
A)工作班成员B)操作人C)监护人6.[单选题]给水流量不正常地低于蒸汽流量且汽包水位降低,应判断为()。
A)省煤器泄漏B)锅炉热负荷突增C)锅炉缺水7.[单选题]发电机-双绕组变压器单元接线,发电机和变压器必须同时工作,所以在发电机与变压器之间()断路器。
A)应装设B)不应装设C)可以装设也可以不装设。
8.[单选题]国内直接空冷电站对风机所产生的噪音要求日益严格,按照环保标准工业区三类标准要求在距空冷凝汽器平台150m处的风机噪音声压水平,白天不得超过()dB()C)759.[单选题]制粉系统动火工作前,煤尘浓度应在()以下。
A)10g/m3B)20g/m3C)30g/m310.[单选题]主蒸汽压力瞬间升高,汽温将()。
A)降低B)升高C)保持不变11.[单选题]临界流化风量在循环流化床锅炉运行中所起的主要作用是()。
A)代表锅炉在额定工况下运行时的风量大小B)确定了锅炉的最低运行负荷的最小风量C)确定炉内气固流动状态是否从快速床转为气力输送12.[单选题]绝对压力与表压力的关系是()A)P绝=P表+P大气B)P表=P绝+P大气C)P绝=P大气-P表13.[单选题]凝汽器排汽压力越高,真空就越低,汽轮机理想焓()。
技能认证火电施工考试(习题卷76)说明:答案和解析在试卷最后第1部分:单项选择题,共64题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]直接空冷凝汽器()单元管束的上设有排气口。
A)逆流B)顺流C)所有2.[单选题]380V电动机的接地保护若出现()故障时,保护动作A)绕组断线B)相间短路C)绕组接地3.[单选题]锅炉炉内燃烧控制NOx主要采用的方法是()。
A)富氧燃烧B)空气分级燃烧C)催化剂技术4.[单选题]绝对压力()大气压力时称真空A)小于B)等于C)大于5.[单选题]分子间间隙最小的是()。
A)液体B)气体C)固体6.[单选题]为了保证汽轮机设备的安全运行,调节系统动作应()、可靠。
A)灵活B)安全C)稳定7.[单选题]物体之间依赖()进行热传递的过程叫辐射传热。
A)热射线B)物质的流动C)分子的热运动8.[单选题]在测量电流互感器极性时,电池正极接一次侧正极,负极接一次侧负极,在二次侧接直流电流表, ()正极A)电池断开时,表针向正方向转,则与表正极相连的是二次侧9.[单选题]电力生产过程是由下列五个环节组成()。
A)安装,发电,变电,配电,用电B)安装,发电,变电,送电,配电C)发电,变电,送电,配电,用电10.[单选题]申请停炉是指在()的情况下的停炉。
A)无论由于锅炉的内部还是外部的原因发生事故,必须立即停上锅炉运行B)故障不甚严重,为保证设备安全又不允许继续长时间运行下去必须在一定的时间内停止其运行C)在节日期间,为消除锅炉设备缺陷,调度批准的节日检修停炉11.[单选题]微机五防闭锁解锁钥匙要实行(),按值移交借用钥匙要进行登记A)封闭管理B)定置管理C)登记管理12.[单选题]锅炉严重结焦,堵灰不能维持正常运行时应()。
A)加强吹灰,组织人员打焦B)降负荷运行C)申请停炉13.[单选题]在继电保护、安全自动装置屏柜间的通道上搬运或安放试验设备时,应与( )保持一定距离,防止误碰运行设备,造成保护误动。
第25卷第2期2008年4月现 代 电 力Modern Electric PowerVol125 No12Apr12008文章编号:100722322(2008)022******* 文献标识码:A 中图分类号:T K11+5火电厂直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的综合分析魏高升,刘立祥,杨立军,杜小泽,杨勇平(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京102206)Performance Analysis of Using H ot Air from Outlet of Directly Air2cooled Steam Condensers in Boiler CombustionWei Gaosheng,Liu Lixiang,Yang Lijun,Du Xiaoze,Yang Y ongping(Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment of Ministry of Education,North China Electric Power University,Beijing 102206,China)摘 要:以600MW直接空冷机组为例对直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的可行性进行了系统分析。
结果表明,锅炉燃烧用风仅占空冷凝汽器出口热空气量的216%,对于解决直接空冷机组热风回流问题意义不大,但可显著改善锅炉回转式空气预热器的低温腐蚀问题,同时回收大量的热能,降低机组发电煤耗。
锅炉燃烧用风引自空冷凝汽器出口热空气,可使机组发电煤耗降低4132g/kWh,每年可节省燃煤费用64115万元。
关键词:直接空冷凝汽器;节能;风机;性能分析;传热Abstract:Directly air2cooled unit has got rapid develop ment in recent yea rs in China.The f easibility is a nalyzed based on a600M W unit by using hot air f rom outlet of directly air2 cooled condensers as combustion air of boiler.Results show t hat t he sum of t he p rima ry air a nd seconda ry air f or com2 bustion only accounts f or about216percent of t he air re2 leased by directly air2cooled steam condenser.It has little help f or solving t he recycle p roblem of hot air of directly air2cooled unit,w hile it will be greatly helpf ul f or solving t he low temp erature corrosion p roblem of t he rota ry p re hea2 ter of t he boiler,a nd t he coal consump tion is reduced be2 cause of t he reuse of energy.It is shown t hat t he coal con2 sumption ca n be lower as about4132g/kWh.The saved f ee of coal a mounts to6415000yuan p er year.K ey w ords:directly air2cooled stea m condenser;energy sav2 ing;f a n;p erf orma nce a nalysis;heat t ra nsf er0 引 言随着电力工业的飞速发展,近年来在我国富煤贫水的西北部地区在建或已经投运了大量的直接空冷式发电厂。
直接空冷机组以环境空气作为汽轮机排汽的冷却介质,完全不同于水冷机组。
与水相比,空气具有热容小,导热系数低等缺点,因此直接空冷凝汽器一般采用翅片管结构,汽轮机排汽在翅片管内进行凝结放热,形成的凝结水直接进入凝结水箱;被风机加压的空气在翅片管外对流换热[123]。
直接空冷系统虽然具有设备投资少、系统简单、节水、环保等优点,但由于直接采用环境空气冷却汽轮机排汽,因此对环境空气的温度、风速和风向的变化非常敏感,常常受到热风再循环的影响。
尤其在较大的环境风速下,热风再循环使得空冷系统出口热风被抽回到直接空冷凝汽器进口,使进口空气温度升高,导致冷凝温度增加,汽轮机排汽压力升高,进而影响机组的安全经济运行[426]。
在直接空冷机组中,被空冷凝汽器加热后的空气直接排入大气,不仅对环境产生热污染,而且也浪费了大量的热能。
为此李坤等[7]提出了将直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的设想。
考虑到锅炉燃烧要消耗大量的空气,如能将空冷凝汽器出口热空气引入锅炉送风系统,不仅可以回收大量的热能,而且还可以改善凝汽器及锅炉空气预热器的运行环境。
本文对直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的综合性能进行了系统分析,对直接空冷凝汽器出口热空气再利用技术的推广具有重要的指导意义。
1 风量计算及对空冷凝汽器的影响以600MW直接空冷系统为例,设计参数如表1所示。
据此可得直接空冷凝汽器额定工况下的换热量:Q=D0r=331×238419×10-3=789MW(1)式中,r为汽化潜热。
由热平衡可知,此部分热量全部被冷却空气所吸收,即Q=c p q mΔt(2)式中,c p≈11005kJ/(kg・K)为空气比热,q m为空气质量流量,Δt为空气温升,据此可得空气质量流量为q m=Qc pΔt=789×10611005×36×103=21808kg/s(3)表1 600MW直接空冷系统设计参数环境温度/℃外界自然风速/(m/s)排汽压力/kPa排气量D0/(kg/s)空气温升Δt/℃172191533136额定工况下,600MW锅炉燃烧用一次风量为9713kg/s,二次风量为46619kg/s,二者之和仅占空冷凝汽器出口热空气总量的216%。
因此,锅炉燃烧用风可全部取自空冷凝汽器出口热空气,即便如此,回收热空气的量也非常有限。
可以预见依靠该种方法解决空冷凝汽器热风回流问题意义不大。
2 管道阻力及送风机功耗如图1所示,600MW直接空冷单元机组一般采用8排7列共56个传热单元,在主厂房外垂直A列布置。
在此基础上布置锅炉送风管道,在空冷平台上部每两排之间均匀布置一根吸风管,A B、CD两根吸风管道与汽轮机排汽分配管平行,与E F管联通,在管道A B和CD的两端分别开A、B、C和D4个吸风口,所有管道横跨主厂房至锅炉上部,并在F点下降与锅炉一侧送风机相接。
两条管道分别与锅炉的两台送风机相连,能保证系统的对称性。
因此有一侧送风机体积流量为q v=q m1ρa=46619+97131129×12=21817m3/s,这里q m1为锅炉燃烧风量,ρa为空气密度。
在此方案中,E到F的距离约为130m,F到送风机的距离约为45m,选取A B、CD段的管径与主管径相同,主管道E F段流速为20m/s,对系统的阻力特性进行计算,结果如表2所示。
其中沿程阻力采用下式计算:Δh y=λlD・V22ρa(4)式中,Δh y为管道沿程阻力;D为管道的直径;λ为沿程摩擦阻力系数;l为管道长度;ρa=1129kg/ m3(按35℃计算)为空气密度,V为空气流速。
图1 锅炉送风管道布置表2 送风管道阻力计算结果项目单位沿程或局部阻力系数计算结果管道直径m3175支路A B、CD段流速m/s4195A E、C E段流速m/s919E处到锅炉送风机的沿程阻力Pa010*******A B、CD段的沿程阻力Pa01022×2153A E、C E段沿程阻力Pa01022×15121GE、H E、E F三通管道局部阻力Pa0132×18196+75186 F处弯管局部阻力Pa015126143 A、B、C、D吸风口局部阻力Pa01254×3195G、H处弯管局部阻力Pa0142×25129送风管总阻力Pa578149局部阻力计算式为Δh j=ζ0・V22ρa(5)85现 代 电 力 2008年式中,ζ0为管道局部阻力系数。
锅炉送风机前加装管道,使得送风机耗功增大,所增加的功耗计算为P e=q m1Δh1000ρa=(9713+46619)×5781491000×1129=244kW(6)3 对空气预热器的影响分析不再直接从环境中抽取空气,因此锅炉送风机的入口温度与原来相比,有了很大提高,提高值大约为36℃。
这将给回转式空气预热器的运行带来很大影响,在一定的设计工况下,可以相应减少回转式空气预热器的面积,节约锅炉本体投资。
采用直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风,最大的好处在于可以通过这种方法来提高回转式空气预热器的抗腐蚀能力。
低温腐蚀是电站锅炉空气预热器运行中经常遇到的难题[8]。
提高空气预热器低温段受热面表面温度是电站锅炉减轻和防止低温腐蚀的主要措施之一。
目前,大容量机组为了提高空气预热器壁温,主要通过提高空气预热器入口温度来实现。
通常用热空气再循环方法或暖风器来提高空气预热器入口温度。
热空气再循环即在热风管道与送风机进口连接再循环风道,依靠送风机抽吸部分热空气与冷空气混合,提高进口空气温度或者用再循环风机进行热空气再循环,将热空气送入空气预热器进口与冷风混合,热空气再循环一般将空气预热器的进口温度提高50~65℃。
在送风机和空气预热器之间的风道上设置暖风器(亦称前置式空气预热器)即利用汽轮机低压抽汽加热空气。
所以如果将直接空冷凝汽器出口热空气引入空气预热器,可以省去或减少热风再循环和暖风器,降低锅炉的初始投资和运行成本。
4 经济性分析411 管道散热损失如图1所示,从E到锅炉送风机的距离大约为175m,由B点到E点大约为75m,管道总长度为325m。
由于管道较长,为了减少散热损失,在管道外包保温层。
假设管道采用厚8mm的普通碳钢,导热系数为3617W/(m・K),外包厚度为30mm的膨胀珍珠岩,导热系数为01057W/(m・K)。