环境温度变化或风场突变对空冷机组的影响.ppt

谢谢！ 环境变化对空冷机组的影响 第一部分 简述 第二部分 环境气温的影响 第三部分 环境风场的影响 ( 系统,回流率, 散热器性能,针对不利风采取措施,实例) 第四部分 总述 环境温度或风场对空冷机组的影响 电站采用空冷系统是解决富煤贫水矛盾的有效措施, 而直接空冷代表了未来空冷系统的发展方向, 因而在世界上获得了快速发展.直接空冷机组与常规机组的主要区别在冷端系统, 直接空冷机组以环境空气而不是以水做为汽轮机排汽的冷却介质, 因此, 环境变化会显著影响直接空冷系统的运行特性,而冬季严寒的气候可能使不合理的空冷系统设计出现管束冻裂现象. 环境气温、风速、风向的影响 在所有影响直接空冷系统安全经济运行的因素中,环境的影响最重要, 由于空冷机组直接以环境空气做为汽轮机排汽的冷却介质, 因此环境气温, 环境风速、风向会显著影响直接空冷系统的运行特性。 环境气温的影响(夏季) 随着环境气温的升高, 空冷散热器的进口空气温度就会相应升高, 在排汽热负荷保持不变的条件下, 导致凝汽器冷凝温度升高, 排汽压力增加, 使机组运行经济性变差。另一方面, 当空冷系统位于锅炉的下游,吹向下游空冷岛的空气温度也会升高, 出现凝汽器压力升高的情况。 环境气温的影响(夏季) 在温度最高的夏季, 为了保证机组正常运行,使凝汽器压力维持在一个较低的水平, 就需要提高环境空气和汽轮机排汽之间的传热能力, 设法提高传热系数。而提高传热系数的最有效的方法就是提高冷却空气的流速, 即提高空冷散热器的迎风面风速。一般通过变频风机的风量调节, 提高空冷散热器的冷却空气流量, 实现机组安全经济运行。 环境气温的影响(冬季) 汽机的启停过程中热负荷变化缓慢, 蒸汽流量低, 凝结水在严寒低温环境下可能出现结冰, 使管道冻裂; 空冷凝汽器内不凝性气体的聚集, 会导致局部蒸汽流量减少, 管壁温度降低, 从而使凝结水流过低温壁面时发生结冰现象; 多排管空冷散热器, 由于各排管束间换热状况的差异, 可能出现压力失衡, 从而出现蒸汽回流, 导致不凝汽的聚集,出现局部凝结水结冰就会发生管子冻裂的情况, 影响机组安全运行。 环境气温的影响(冬季) 和湿冷机组相比，高寒地区的直接空冷机组在启、停机过程中空冷凝汽器会发生大面积冻结、损坏等事故。影响空冷凝汽器冻结的主要原因有：①气象条件；②空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、时间；③空冷风机运行方式的控制；④排汽参数的控制；⑤旁路系统的配合 环境风场的影响 直接空冷系统受不同风向和不同风速影响比较敏感，特别是风速超过3．0m／s以上时，对空冷系统散热效果就有一定影响，特别是当风速达到6．0/s以上时，不同的风向会对空冷系统形成热回流，甚至降低风机效率.汽轮机背压经常因环境风场的影响波动，冬季因环境温度偏低影响不大。但夏季环境温度较高（26～34℃）,在恒定高的环境温度和机组负荷不变的情况下，只要环境风场发生变化（风速、风向），机组的背压值就会发生大幅度升高，迫使机组降负荷甚至发生机组掉闸的事故，严重影响机组的安全运行。 1 在环境风的影响下, 空冷器进口空气温度会升高, 进口空气流速降低, 需要通过变频调速,增加冷却空气流量。散热器出口热空气位于自然风的下层，热量不能顺利散发到环境中，使空冷凝汽器置身于环境温度比较高的区域，换热温差减小，效率降低。 2 在环境风的作用下, 空冷散热器进口空气流量也会减少, 导致凝汽器内凝结温度和凝汽器压力升高, 机组运行经济性变差.由于自然风快速吹过空冷风机入口，在风机功率消耗相同的情况下，吸入的空气量却大幅度减少，由于冷却介质的减少导致空冷凝汽器换热效率降低. 3 造成大量热空气被空冷风机吸入，导致冷却介质温度升高，冷却效率下降。 图1　环境风影响下的空冷岛进出口温度场和流场 a) 进口温度场　(b) 出口温度场　(c) 进出口速度场 4 在环境风作用下,由于环境风的影响, 导致空冷岛进口空气的温度场和流场都发生了变化, 图1中可以看到:在空冷岛的上游, 进口空气流速明显降低,冷却空气流量减少, 使上游进口空气温度升高, 因此处于上游的空冷散热器的冷却效果最差, 凝汽器内冷却温度和排汽压力最高。而下游空冷散热器的冷却效果相对较好, 因此出现了空冷岛不同位置处换热状况的差异, 极易导致凝汽器内压力失衡, 出现蒸汽回流和不凝汽的聚集现象, 使空气冷却效果更加恶化, 难以保证机组安全经济运行。环境风也使空冷岛进口风速降低, 即降低了空冷散热器的迎风面整体风速, 使总的冷却空气流量下降, 导致凝汽器整体压力升高, 机组运行性能变差。