闭式冷却塔与水冷却系统的热力性能比较
[2014-07-01]
闭式冷却塔(蒸发式冷凝器)与水冷却系统的热力功用比照
在电厂的冷却系统中,相对于空冷系统及水冷系统,选用蒸发式冷凝器具有如下利益:
(1)节约能量。蒸发式冷凝器的传热量是空气湿球温度的函数,而空冷式冷凝器的传热量是干球温度的函数。由于湿球温度一般比干球温度低,加上水膜与金属壁面的传热系数大和风机发作的部分负压效果,因而选用蒸发式冷凝器的冷凝温度远低于空冷式。
闭式冷却塔(蒸发式冷凝器)同带冷却水塔的水冷式冷却系统比较,它把汽轮机乏汽的热量直接传到周围空气中去,而在水冷式冷却系统中,热量有必要先在凝汽器中传递给冷却水,然后再由循环水带到冷却塔中,结尾传到周围空气中去。由于只需一次传热,所以选用蒸发式冷凝器的冷凝温度较低。冷凝温度的降低,致使蒸汽冷凝压力降低,这样机组的能耗降低,整个火电厂的热经济性可前进。从表2中可以看出,当选用蒸发式冷凝器时,郎肯循环的热效率相对于水冷却式前进了8.6%,一起其循环净功和汽耗率都有所降低。
(2)节水。闭式冷却塔(蒸发式冷凝器)充分运用水的汽化潜热,这与空冷式和水冷式运用空气或水的显热来吸收热量完全不一样。空冷式冷凝器尽管不用水源,但需要消耗更多的机组和冷凝功耗。一般水冷式冷凝器中每千克冷却水能带走16.7~25.1 kJ的热量,而1 kg水在常压下蒸发能带走约2400 kJ的热量,因而蒸发式冷凝器的理论耗水量只为一般水冷式冷凝器的1%,实际上由于吹散丢失、排污换水等缘由,耗水量约为一般水冷式冷凝器的5%~10[7]。一般弥补的水量仅为水冷式的1/25~1/50。蒸发式冷凝器格外适用于缺水地区,在气候单调处更为有用。
(3)工作费用削减。和传统的冷却水塔循环供水冷却系统相比照,闭式冷却塔(蒸发式冷凝器)运用较少的循环水,且循环水的处理较简略。一起又由于风机和水泵的耗能减小,保护较简略,所以其工作费用大大降低。
正是考虑到节水和系统的能耗低这些利益,所以在中国,把蒸发式冷凝器运用在火电厂的冷却系统中有其必要性,尤其在水源缺少的西部地区更是如此。
下面两个实例说明国外把蒸发式冷凝器运用在电厂冷却系统中的情况。
4.两个实例
(1)加拿大“TransAlta”动力公司的联合发电系统选用了蒸汽轮机和燃气轮机联合循环发电,蒸发式冷凝器作为电力系统的一部分,用来冷却汽轮机排出的蒸汽。电厂宣告的75MW电力供“Ontario Hydro”运用。另外,来自系统的热蒸汽供附近的一家轿车制造商运用。由于两家用户不一样的需要,致使蒸汽冷负荷发作较大的不坚定,而美国巴尔的摩公司出产的V型蒸发式冷凝器在全年工作条件下可以适用于这种情况。
空气和喷淋水以逆流的方法流过蛇形冷却管外表,这样可使较少数的水蒸发到空气中去。蒸汽冷凝为液体由下部流出,直接排入电力系统的热井中,再由凝集水泵送入锅炉中参加下一次循环。
冷凝参数:进口空气的湿球温度22.8℃,蒸汽流量31.5kg/s,冷凝必定压力10.16kPa。设备:两台电机功率为1.23kW的风机,两台电机功率为1kW的喷淋水泵(其中一台备用),混凝土逆流式冷却塔,带有组合式空气排出器系统。
(2)在美国弗吉尼亚“Tradewinds”公司锯木场的发电系统中,锅炉发作的水蒸汽送到一台单调炉中运用。由于单调炉所需要的蒸汽在很大范围内改动,给充分运用蒸汽供应了可以。单调炉运用有余的蒸汽以低压力送给蒸汽发电系统,蒸发式冷凝器用来冷凝汽轮机排出的蒸汽。电厂容量为900kW,宣告的电供锯木场运用。冷却设备选用的是蒸发式冷凝器.
喷淋水泵以0.407 m3/(min·m2)的速率把冷却水送到蒸发式冷凝器的上部。空气和水以顺流的方式流过冷却盘管,这样可以减小“干区”的空间。蒸汽冷凝为液体由下部流出,直接排入电力系统的热井中,再由凝集水泵送入锅炉中参加下一次循环,未凝集的蒸汽被组合式空气排出器带走。热水流到湿板面和吸入的冷空气进行热质传递,然后被预冷,结尾流回水池。预冷增大了水和工
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