復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)器技術(shù)第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月●以先進(jìn)的蒸發(fā)式潛熱換熱替代水冷空冷等其他形式的顯熱換熱理念，深入研究影響蒸發(fā)換熱的各種因素。

●通過對蒸發(fā)換熱、空冷換熱及其他各種換熱技術(shù)優(yōu)化復(fù)合，研發(fā)復(fù)合型高效、節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保冷卻（凝）設(shè)備。

●在換熱單元體研究方面，對各種管形、板形、管翅、板翅式結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，各盡其用、取長補短，設(shè)計出高效、經(jīng)濟、實用、可靠的各種換熱產(chǎn)品。4、公司技術(shù)特點第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月在電力行業(yè)推廣

高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置的背景電力是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要能源之一，電力乏汽凝結(jié)龐大的耗水量已成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。同時該行業(yè)節(jié)能問題也是國家關(guān)注的重點之一。大型電廠一般采用以水作為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽裝置（水冷式凝汽裝置），這些電廠機組在運行時，雖然能保證汽輪機較低的背壓，有較高的效率，但需要消耗大量的水資源（一個600MW的汽輪機組，若采用水冷式凝汽裝置需用冷卻水約為66500t/h，其中補充新水量為2200t/h）。第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月我國水資源相對缺乏，人均占有水量只有世界人均占有量的四分之一，特別是火電站主要集中地——華北及西部地區(qū)，水資源更加貧乏，年平均產(chǎn)水模數(shù)尚不足全國平均數(shù)的1/3，在這些地區(qū)，節(jié)水顯得更為重要。因此水資源的合理利用已成為當(dāng)今的重要研究課題之一，研發(fā)高效、節(jié)水、節(jié)能、低碳的乏汽凝汽裝置刻不容緩。第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月近年來國家發(fā)改委推廣節(jié)水的空冷凝汽器取得一定的進(jìn)展，與水冷相比，空冷節(jié)水65%以上。但由于空氣的熱比容低的先天缺陷，導(dǎo)致自身換熱效果差、受環(huán)境溫度影響大等，真正達(dá)到社會所期望的綜合節(jié)能、環(huán)保目標(biāo)，還存在以下待解決完善的問題：

1）汽輪機背壓高，循環(huán)效率低；第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2）自身耗能較高，由于風(fēng)機數(shù)量多、功率大，耗電量一般占到電廠負(fù)荷的3%左右；3）夏季氣溫超過30℃時（正值用電高峰期），機組很難達(dá)到滿發(fā)，發(fā)電量一般為額定值的60%-85%，使得想以高耗能換滿發(fā)的愿望都難以實現(xiàn)。4）一次投資成本高，較水冷、蒸發(fā)冷等要高1-2倍，如果要保持相同的背壓，相同的效率，可能增加再高的成本也較難實現(xiàn)。第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月目前為了解決空冷器的先天不足，有設(shè)計研發(fā)單位特別是用戶，千方百計采取各種措施，如在翅片管上噴水等，起到一些效果，但又帶來的嚴(yán)重的副作用，屬權(quán)宜之策、臨時之計。為了保證國家節(jié)能、減排國策的實現(xiàn)，同時較好的解決上述空冷存在的問題，我公司研究開發(fā)了高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置。第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月高效復(fù)合型空冷乏汽凝結(jié)裝置性能效果較傳統(tǒng)水冷換熱設(shè)備節(jié)水70%～90%；

較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備節(jié)電20%～60%；較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備可降汽輪機背壓5～15kp；較傳統(tǒng)空冷換熱設(shè)備性價比提高20%~30%。第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電站凝汽器發(fā)展的方向1、蒸發(fā)式乏汽凝汽系統(tǒng)代替濕式冷卻系統(tǒng)2、復(fù)合型空冷凝汽系統(tǒng)代替空冷凝汽系統(tǒng)。第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)常用凝結(jié)器種類

開式冷卻系統(tǒng)

濕式冷卻系統(tǒng)閉式冷卻系統(tǒng)

直接空冷系統(tǒng) 干式冷卻系統(tǒng)

具有混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)間接空冷系統(tǒng)（即海勒系統(tǒng)）

具有表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng) （即哈蒙系統(tǒng)）凝汽系統(tǒng)第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、開式濕式冷卻系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點優(yōu)點：1、冷凝效果好，背壓低，發(fā)電效率高

2、投資小，設(shè)備簡單缺點：1、耗水量大，必須建在水資充沛的地區(qū)。

2、在夏季高溫期排水溫度較高，對環(huán)境產(chǎn)生熱污染，破壞生態(tài)平衡。各種換熱設(shè)備原理及優(yōu)缺點第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、閉式濕式冷卻系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點優(yōu)點：1、冷凝效果好，背壓低，發(fā)電效率高缺點：1、耗水量大，投資高。第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、海勒系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點優(yōu)點：1、噴射式凝汽器體積小，可以布置在汽輪機的下部。

2、汽輪機排汽管道短，真空系統(tǒng)小，保持了水冷的特點。

3、可與中背壓汽輪機配套，煤耗率低。缺點：1、設(shè)備多，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備布置比較困難。

2、由于采用了噴射式凝汽器，系統(tǒng)中的冷卻水量相當(dāng)于鍋爐給水的40倍，這就需要大量的與鍋爐水質(zhì)一樣的水，從而增加了水處理費用。

3、自動控制復(fù)雜，全鋁制散熱器的防凍性能差，冷卻效果受風(fēng)的影響大。第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4、哈蒙系統(tǒng)原理及優(yōu)缺點優(yōu)點：1、設(shè)備少，系統(tǒng)比較簡單，節(jié)約廠用電

2、冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)可按各自要求控制。

3、散熱器在塔內(nèi)通常呈傾斜布置，帶負(fù)荷能力受大風(fēng)影響小。缺點：1、冷卻水進(jìn)行兩次熱交換，傳熱效果差。

2、在同樣設(shè)計氣溫下，汽輪機背壓較高，導(dǎo)致經(jīng)濟性下降。

3、如果保證同樣的汽輪機背壓，則投資會相應(yīng)增大。第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月5、直接空冷系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點優(yōu)點：1、不需要冷卻水等中間冷卻介質(zhì)，節(jié)水效果好。缺點：1、空冷凝汽器體積比水冷凝汽器大得多，龐大的真空系統(tǒng)容易漏氣。

2、大直徑的排汽管道加工比較困難，投資高。

3、直接空冷大多采用強制通風(fēng)，因此耗電量大，同時也增加了噪聲。

4、采用空氣做為冷卻介質(zhì)，其換熱效果直接受環(huán)境干球溫球影響，換熱溫差大，介質(zhì)終溫高，所以系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、背壓高、發(fā)電效率無保障。第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月6.蒸發(fā)式凝汽系統(tǒng)的工作原理及優(yōu)缺點第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

蒸發(fā)式冷卻（凝）器是利用噴淋到換熱盤管外表面的水膜蒸發(fā)（由引風(fēng)機產(chǎn)生的強制對流空氣將其吸納、排出）吸收管內(nèi)流體熱量，使管內(nèi)流體得以冷卻（凝）的一種高效節(jié)能的換熱設(shè)備。蒸發(fā)式冷凝器工作原理第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月與空冷

換熱機理比較

空冷換熱：換熱效果和環(huán)境干球溫度有關(guān)，換熱溫差在15—25℃以上，由于晝夜溫差、季度溫差非常大，所以換熱效果不穩(wěn)定設(shè)計時并不采用最高大氣干球溫度作為依據(jù)，故空冷換熱在環(huán)境溫度較高時汽輪機發(fā)電功率無保障。第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)換熱：

利用循環(huán)水蒸發(fā)潛熱換熱，是一種高效、先進(jìn)的換熱機理，其換熱效果取決于當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟龋皇墉h(huán)境干球溫度的影響，由于水的蒸發(fā)潛熱大，故較少的循環(huán)量即可滿足需要，效率高、投資低。第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：

1）、如果全部采用變頻技術(shù)優(yōu)化控制運行的蒸發(fā)冷。在保證滿發(fā)的前提下，與傳統(tǒng)的水冷換熱方案相比，可節(jié)水40％～50％，與空冷換熱方案相比，節(jié)電30％一60％。投資比相同條件下的空冷降低50%。2）、采用純蒸發(fā)式換熱器，占地僅為空冷的30%-50%。第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

3）、換熱效率高，循環(huán)水在設(shè)備內(nèi)自循環(huán)蒸發(fā)換熱，不會對河流等造成熱污染。4）、真空容積小。5）、系統(tǒng)背壓穩(wěn)定可靠，發(fā)電效率高。

第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8、高效復(fù)合型空冷凝汽器的工作原理及優(yōu)缺點第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理利用空冷式換熱器與蒸發(fā)式換熱器的串、并聯(lián)合理優(yōu)化組合，將傳統(tǒng)空冷凝汽器中的部分管束由空冷換熱改為蒸發(fā)換熱，以空冷換熱為主，蒸發(fā)換熱為保證背壓的補充措施。乏汽由分配管進(jìn)入順流管束中進(jìn)行空冷換熱，管束中未冷凝的蒸汽沿著凝結(jié)水聯(lián)箱進(jìn)入逆流管束中再次進(jìn)行蒸發(fā)換熱。不凝性氣體在逆流管束上部由抽真空系統(tǒng)排出，凝結(jié)水匯集于凝結(jié)水聯(lián)箱中，通過管道送入回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)利用。第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月運行過程分析：A、當(dāng)環(huán)境溫度較低空冷部件能滿足系統(tǒng)需要時，蒸發(fā)部件處于關(guān)閉狀態(tài)。B、當(dāng)環(huán)境溫度高到一定程度，空冷不能滿足背壓需求時，蒸發(fā)部件啟動，因蒸發(fā)換熱與環(huán)境的干球溫度無關(guān)，換熱效果不受環(huán)境干球溫度影響，并且換熱效率高，可以較好的降低背壓，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行。

第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

優(yōu)點：

A、因有70%-80%的空冷器組合，有較好的綜合節(jié)水效果，比水冷節(jié)水70%-90%。（如:采用25%的蒸發(fā)式換熱器，水用量僅為水冷的10%-25%）B、換熱效果和環(huán)境干球溫度無關(guān)，受環(huán)境溫度影響較小，且真空容積小，因此系統(tǒng)背壓穩(wěn)定可靠，發(fā)電效率高。C、換熱效率高，循環(huán)水在設(shè)備內(nèi)自循環(huán)蒸發(fā)換熱，不會對河流等造成熱污染。

第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月D、因蒸發(fā)部件的投資成本遠(yuǎn)低于空冷部件，故組合后一次投資成本降低。且系統(tǒng)簡單，耗電量小、運行成本低。E、設(shè)備采用模塊化，系列化設(shè)計，安裝極為方便，操作費用低，施工周期短。F、所有部件采用熱浸鋅處理，防腐蝕效果良好。G、蒸發(fā)式換熱器換熱管為光管，有效的防止了結(jié)垢。第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合型空冷凝汽器在各種環(huán)境溫度下耗水量計算第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合型空冷凝汽器耗水曲線圖第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月各種換熱設(shè)備的耗水量對比1、閉式濕式冷卻系統(tǒng)

循環(huán)水量：16754×860÷8÷1000=1801t/h

補充水量（濃縮倍數(shù)3.0）：1801t/h×2.5%=45t/h

2、空冷器（直接空冷、間接空冷）

原則不耗水

3、蒸發(fā)式凝汽器

補充水量（蒸發(fā)量）：16754÷0.68÷1000=25t/h

4、復(fù)合型空冷凝汽器

補充水量：25t/h÷3＝8.3t/h（夏季三個月內(nèi)每小時耗水）第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)式凝汽器在空冷島改造項目中的應(yīng)用

目前市場上解決空冷夏季不能滿發(fā)的方法：1、在翅片上噴水（汾陽文峰實例）提高夏季發(fā)電量的同時也存在許多缺點，是一種“飲鳩止渴”的辦法。缺點如下：第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月A、水會對翅片管造成腐蝕，銹斑會造成系統(tǒng)泄漏，嚴(yán)重影響使用壽命；軸流風(fēng)機容易損壞，尤其皮帶傳動風(fēng)機，水淋后更容易損壞。

B、即使采用系統(tǒng)復(fù)雜、成本很高的軟化水噴淋系統(tǒng)，時間過久仍然會造成翅片結(jié)垢，結(jié)垢后的翅片沒有辦法除垢，翅片換熱效果會越來越差。第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月C、噴淋系統(tǒng)復(fù)雜，噴淋水量不易控制，造成嚴(yán)重的水量浪費，希望通過空冷節(jié)水的愿望成為泡影。D、空冷島下部空間染污嚴(yán)重。第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、并聯(lián)一套水冷凝汽器系統(tǒng)也能滿足夏季滿發(fā)，但是也存在不盡如人意的地方：第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月A、系統(tǒng)復(fù)雜，由多個換熱部件組成系統(tǒng)工程，（水冷器、涼水塔、循環(huán)水泵、管線、閥門等），如果水冷器放置過低還要建一套凝結(jié)水箱等B、耗電量大，因為循水量太大，且水冷器和涼水塔之間距離遠(yuǎn)，故循環(huán)水泵功率很大，曬水塔風(fēng)機功率也大。C、耗水量大，由于循環(huán)水量大，且在涼水塔地方?jīng)]有收水裝置，故水的飄逸量是換熱