空冷机组喷雾增湿雾滴蒸发的分析与研究

直接空冷机组运行问题分析及措施探讨直接空冷机组在运行经济性和安全性方面与湿冷机组有明细区别，如：排汽压力高、空冷设备耗电率高等。

结合河北建投沙河电厂2*600MW直接空冷机组运行经验，探讨直接空冷机组运行中的有关问题及解决措施，为提高直接空冷机组运行效率提供参考。

标签：直接空冷；空冷岛；优化运行0 引言直接空冷技术在国内应用时间较短，缺乏运行经验。

如何降低设备电耗，提高机组真空；如何高温保证机组的满出力和冬季能有效防冻。

下面从不同角度探讨。

1 真空系统严密性差（1）问题分析。

直接空冷系统庞大，存在大量焊缝及其他易漏真空部位，随着运行时间的延长，因膨胀收缩剧烈及机械损伤，真空系统严密性呈持续下降趋势。

（2）应对措施。

定期进行真空严密性试验，发现异常，进行真空系统查漏。

室内真空系统查漏可采用氦质谱检漏和超声波等检测方法。

室外部分查漏相对难度较大，可在冬季运行中借助红外成像仪确定低温易积空气区域，对该区域进行重点查漏。

对于可隔离的空冷凝汽器，可在停机时采用压缩空气检漏与超声波检漏相结合的方法。

2 换热片脏污2.1 问题分析强制通风的翅片管束表面会产生灰尘、杨絮等污垢，传热系数降低，流动阻力增加。

尤其是杨絮期，短时间内大量杨絮堵塞空冷散热翅片，空冷凝汽器散热能力急剧下降，严重影响机组安全。

2.2 应对措施（1）优化冲洗设备。

优化前，沙河电厂曾由于冲洗设备出力限制，大量杨柳絮堵塞空冷散热翅片，造成机组非停。

优化后，每台机组空冷岛冲洗系统配置2台由6kV、250kW电机驱动流量85t/h的多级离心泵，并且喷头数量增加至60个。

2014年沙河电厂成为河北南网空冷机组唯一没有因高温出力受阻的电厂。

（2）合理安排冲洗工作。

根据4、5月份多风、多絮状物的气候条件，加大冲洗频率，及时将附着物冲洗掉，防止附着物板结或深入翅片缝隙。

及时将冲洗掉落在空冷岛及地面上的的絮状物清理，防止二次污染。

杨絮期过后，适当减少冲洗频率。

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情况 下 电网的负 荷 随着 大气 温度 升高 而 升 高 ， 与 这
燃气 轮机 发电机 组 的 实际 出 力相 对 立 ， 以发挥 高 难
温 天气燃 机作 为调 峰 电站 的作 用 。所 以 ， 法 提高 设
燃气 轮机 发 电机 组 高 温 季 节 的 出力 有 着 重 要 的意 义 。而降低 燃气 轮 机 的进气 温度 ， 在 高 温季 节提 是
图 １ Ｔｔ ｌ０ 组 功 率 及 热 耗 率 随大 气 温 度 变 化 曲线 ｉｎ３ 机 ａ
大气温 度对 于燃气轮 机功率 和效率 有如 此大 的 影响 ， 这是 由于 以下 三方 面原 因造成 的 ： ①随 着大气
１ 大 气 温 度对 燃 机 特 性 的影 响
燃 气轮 机热力 性能受 大气温 度影响很 大 。根 据 不 同类 型 的燃 机 ， 气 机 进 气 温 度 每 升高 １￣ 燃 压 ０Ｃ， 机 出力下 降 ６ ～１ ％或者 更 高 Ｊ ％ ０ 。以轮 南燃 机 电 站 中的 Ｔｔ ３ ｉｎ１０机 组 为 例 ： ａ 在海 拔 高 度 ９９ 进 气 ２ ｍ、 道 压 力 损 失 １０ １ ｍ ２ 、排 气 道 压 力 损 失 ０ ．ｍ Ｈ ０
第２ 卷 ｌ
第４ 期
《 燃
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轮
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Ｖｏ ． Ｎｏ． １２１ ４ Ｄｅ ， ０ ８ ｃ． ２ ０
２０ ０ ８年 ｌ ２月
ＧＡＳ ＴＵＲＢ Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ
喷 雾蒸 发 冷却 器 的原 理及 应 用效 果分 析
綦 惟 恒 徐 志 明２ 郭 闻州。张建 明４ 樊 川４ 吴 斌 ， ， ， ， ，
这样 ， 就会使得 燃气 轮 机 的功 率 和效 率 如 图 ｌ那 样 的关 系变化 。因此 ， 用进 气 冷 却技 术 降低 燃 气 轮 采

采 用在入 口处 喷雾增湿 的技术 ， 使 水在空 冷器人 口处雾化 ， 而后 在高温 空 气下迅 速蒸发 ，在蒸发 的过程 中水蒸 气就 会吸ｑ ￣Ｚ ． １ ５ 处局部 空气 的 热量， 持续的雾化可以使空冷系统不断吸入温度相对较低的空气， 以提 高 空冷 岛单位 时 间热交 换量 ， 促进 系统热量 的排 出 。 ２影 响直接空冷 系统 中喷雾 增湿效果 的 因素 喷雾增湿 对直接 空冷系统 的安全 和经济运 行 的效 果与 系统 内部空 冷岛的热交换程度有关 ，而空冷岛的热交换量大小与人 口空气温度有 关， 空冷 系统空气 人 口处 空气 的流速 、 喷雾 的状态 、 喷嘴 的数量 和朝 向 、 空 气 中水 与空气 的 比例 等均有 可能影 响到喷雾 增湿 的效果 ，以下选取 几 个最重要 的 因素作 简要介绍 。 ２ ． １空冷器 人 口处空 气流速 众所周 知 ， 在正 常环境下 空气 流速越快 则热交换 的速度 也越 陕， 在 直 接空冷 系统 中 ，空冷 器人 口 处 空气 流动速度 的大小也 直接影 响空冷 岛热交换 的效果 ，当外 界空气 与雾化 的水滴接 触时 由于空气 温度和 质 量 的改 变通常 会改变 空气 的流速 ， 这 种改变 直接影 响着空冷 器 内部热 交换 ， 一 般用 空气 的质量 流速 来表 示 ， 质量 流速越 大 ， 则会 相应增 加雾 化 了的水滴与空气之间的扰动，这种现象会在一定程度上增加空冷岛 热 交换效 率 ，因此可在实 际工作 中采取 相应措 施适 当增 加空气 质量流 速， 以促进 空冷系 统热交 换。然 而并 不是 质量流 速越大越 好 ， 过 大的流 速会 导致 冷空气 与空 冷岛来不及 充分热 交换就 被排 出系统之外 ，降低 了热交换效率 的 同时增 加了系统运 行的费用 。 ２ ． ２水气 比 水气比就是雾化水滴与空气的混合体中水分与空气质量的比值 ， ＝ｔ １ ＋Ｉ Ｔ Ｄ ＋６ ｔ （ １ ） 理 论上来 说 ， 水气 比越大 越容易 增加雾化 水滴 与空气 间的热交 换效率 ， 然而在实 践 中也 要注意 ， 过大 的水 气 比 ＝ ｔ 。 １ ＋Ａ ｑ十 ＋ ６ （ ２ ） 月 有利 于直接空 冷系统 的运行 ， 增 加系统 的能耗 ， 因此必须 经过充分 的运算 和实 其中 ｔ 。 为空冷器入 口空气温度； Ｉ Ｔ Ｄ为初始温差 ； ８ 为汽轮机排汽 可 能会导 致水 的浪费 ， 在 排汽管 道 中压 降引起 的温度 差 ； △ 为空冷器 的空气 温升 ； ８ 为空冷 器 验 ， 得 出最佳水气 比。 ２ ． ３喷雾系统 结构 传 热端 差。 喷雾 系统 的结构 对雾化 效果 、 系统能耗 等都有一 定程度 的影 响 ， 因 图１ 为直接空冷系统运行的工况示意图， 从图 １ 中可以看 出， 空冷 机 的初始温差 Ｉ Ｔ Ｄ与传热端差 ８ ｔ 均随空冷器入 Ｉ ３ ： 空气温度的升高而 此 影响直 接空冷 系统 的热交换 ， 喷雾 系统 的结构 包括 喷嘴数量 、 喷嘴朝 喷孔的形状 及大小 、 喷 嘴的布置形式 等 ， 一般来讲 ， 喷嘴数量越多 、 布 增大 ， 而环境空气温度越高则空冷器入 口空气的温度也越高 ， 因此空冷 向 、 系统在较高的环境温度下若想安全地运行就必须要降低机组的负荷 ， 置的密度越大系统的热交换效率也就越大，这是因为密集且数量众多 的喷嘴喷射出的水雾会形成一个相对密闭的“ 帷幕” ， 增加内部水与空 使其在低负荷下持续工作 ， 也因此增加了运行的成本。 根据以上分析可见 ，可通过ｌ ￣ｆ ｌ Ｔ ｃ 空冷器人 Ｉ Ｓ Ｉ 空气温度以促进高温 气热交换效率 ，但同时喷嘴数量过多就可增加每个喷嘴喷出的水雾液 环境下空冷系统经济、 安全运行。要想降低空冷器入口的空气温度 ， 可 滴之间碰撞的几率 ， 使部分雾化的液滴变大而影响喷雾效果。 而喷 嘴采 用逆喷 形式 比顺 喷 的效 果要好 ，这是 因为雾化 的液滴会 由于重力 的作用下落 ， 如果采用逆喷就可使液滴处在上升一 下落的过程 中， 使 水与空气 的接触 时间增加 ， 从 而促 进热交换 。 喷嘴 直径越小 越易于 水的雾 化 ， 同时雾 化 的液滴 ｔ ｌ ｚ ￣４ ， ， 同时重量 越小， 容 易增 进雾滴 与空 气 的接触 面积 ， 热湿 交换 效果 较好 ， 但如 果喷 嘴直径过小会 增加堵 塞的几率 。 ３结束 语 通过 喷雾 增湿技术 可降低 空冷器 人 口处 空气 的温度 ，从而 提高空 冷 系统 中空冷 岛的热交换 效率 ，在环境 空气温 度较高 的情况下 可有效 提 高机组 的经 济 陛和安 全运行 ， 具有一 定的实 际意义和推广价值 。

ｌｉｑｕｉｄ ｄｅｓｉｃｃａｎｔ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ Ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｎｅｗ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｄ ｌｏｗｅｒ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｅｓｓ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｔｔｍｐｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｒ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ
所以针对湿负荷的不断增加以及能源的有限性，我们需要探索一种新的除湿空调 系统去创造健康、舒适、节能、环保的人工环境，实现人与自然的协调发展。也正是 在这种形势下，我们开展了对溶液除湿蒸发冷却空调制冷循环的理论研究。
１．２国内外研究动态
溶液除湿空调作为一种新的系统，节约了建筑用能，符合当今社会对空调的 要求，有着广阔的应用前景。国内外许多科研机构和专家已投入到此领域的研究
在除湿装置方面，最初，Ｔｕｎｅｒ提出了肋管表面式除湿装置，但由于肋片上的 液膜厚度不易控制，且需要风速过大，效率并不高。后来人们提出了喷液塔装置。 利用喷嘴将溶液细化，风速趋于合理，缺点是溶液循环压力升高，而且不能有效 防止溶液的飞逸。填料塔除湿装置是对喷液塔装置的改进，它进一步提高了除湿 效率，目前除湿领域应用很广泛。填料有Ｒａｓｈｉｎｇ环、Ｓｅｓｓｉｎｇ环、Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ环、 Ｂｅｒｓ环、Ｐａｓｓ环等““。２０世纪９０年代后期，人们把冷却系统引入到了填料塔除 湿装置中，从而实现了等温除湿（即内冷型除湿器），有效抑制了溶液的温升。显 著提高了除湿装置的性能。
（保密的论文在论文解密后应遵守此趣定）
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注：请将此页附在论文酋页。

西安建筑科技大学硕士论文
１绪论
１．１课题背景