汽動軸流風機冷卻水串用的分析與研究

發(fā)布時間：2018.12.18

兩個冷卻水系統主要設計參數如表1：表1冷卻水系統主要設計參數表設備冷卻方式直流供水循環(huán)供水冷卻設備循環(huán)水泵：350S44冷卻水量進水溫度系統容積AV40-11軸流風機（1風機）冷卻水采用的是河流源水（或河流源水與4水站混合水），使用后直排至4水站；2004年，AV45-12軸流風機（2風機）冷卻水設計采用敞開式循環(huán)水。2風機運行后汽輪機凝汽器進水溫度高（32~38 C），最高達到42機組真空下降（夏天-0.082~0.084MPa，冬季-0.088 MPa），風機不能滿負荷運行。1風機出水溫度一般在23~35C，1風機冷卻系統出水與2風機凝汽器進水水溫相比約低3~5C，為此我們考慮利用1風機出水補水到2風機水池，經2風機使用后，利用原設施將約相當于1風機排入的水量通過虹吸溝直排至4水站，減少2風機冷卻塔的負荷，同時考慮2風機循環(huán)水不再進行化學水處理的可能性。
　　2風機相關設計參數：冷凝器進水溫度：100進汽量27t/h冷卻水流量2215t/h循環(huán)水泵參數：H=44m傳熱端差2設計依據在同一蒸汽負荷下，凝汽器內壓力隨水溫的增加而升高。改造前提出需保證至少軸流風機運行工況滿足現運行工況，保證凝汽器的總體傳熱效果在同循環(huán)冷卻流量下達到優(yōu)化；冷卻水在系統運行中濃縮后水質沒有析出水垢傾向。
　　2.1循環(huán)水進口溫度、冷卻倍率與凝汽器內壓力的關系在其它條件相同和冷卻倍率不變的情況下，凝汽器循環(huán)水進口溫度愈低，凝汽器循環(huán)水出口溫度就愈低，因而排汽溫度也愈低，凝汽器的真空度就愈高。凝汽器中的壓力與進水溫度的關系見表2.表2凝汽器中的壓力與進水溫度關系表凝汽器中的壓力從以上表2中看出，當2風機冷卻水溫度到35°0時，排汽壓力達到設計值0.01MPa，冷卻水倍率需要100倍，進水水溫下降到30 C時，排汽壓力達到設計值0.01MPa，冷卻水倍率僅僅需要50倍。因此在汽溫較低，2風機冷卻水進口溫度低時可適度減少冷卻水量。
　　2.2凝汽器變工況核算凝汽器變工況核算的目的是確定當蒸汽排汽量、冷卻水進水溫度、冷卻水量等偏離設計值時，凝汽器壓力如何變化。
　　2.2.1 1風機冷卻水出水全部排到2風機水池，2風機運行在同樣冷卻水流量，冷卻水進口溫度與原運行方式相比下降的情況，此運行工況可不進行計算。
　　2.2.2冷卻水進口水溫較低時（30C），2風機冷卻水停用一臺冷卻水泵的情況下凝汽器變工況計算假定：排汽與凝結水的比焓差（hs-hc）為定值，且等于設計值；在計算變工況下的總體傳熱系數K時，清潔系數ft取設計值。
　　冷卻水進口溫度以與設計值比下降3C為依冷卻水流量，因2風機冷卻系統出水排掉部分水量至虹吸溝，水泵阻力下降。查350S44泵性能參數，查揚程37m時，流量為1 476m3/h，計算時取凝汽器變工況特性計算：——循環(huán)倍率冷卻水流速：qw——冷卻水流量，m3/s總體傳熱系數：汽器的熱力計算總體傳熱系數采用美國熱交換協會（HEI）的計算方法。
　　ft-冷卻水溫度修正系數ft——冷卻水管材料壁厚修正系數對采用冷卻塔的循環(huán)供水系統ft通常取0.75~ 0.8，對直流供水系統，ft通常取0.8~0.85，采用1風機出水補水到2風機水池，經2風機使用后部分直排，實際冷卻水系統為低循環(huán)倍率供水方式，ft清潔系數基本不變。取ft=0.8.冷卻管材質為黃銅，壁厚1.0mm，查修正系數ftm=1.0.冷卻水進口溫度為30C時，查圖表修正系數ft=1.06進水溫度30C時相關參數如下：冷卻水溫升：9.4C冷卻水流速：1.535m/s總體傳熱系數：2傳熱端差：6.6°C凝汽器內蒸汽溫度：46C凝汽器內壓力：0.010 1MPa通過凝汽器變工況特性計算，在2.2.1、2.2.2工況下均能能滿足工藝生產要求。
　　2.3水質穩(wěn)定性判斷水質穩(wěn)定性判斷，根據實際補水量情況，采用極限碳酸鹽硬度指標經驗公式判斷碳酸鹽水垢能否生成。
　　2.3.11風機冷卻水出水全部排到2風機水池，2風機循環(huán)冷卻水運行二臺泵，其中冷卻水出水的一部分（相當于1風機排入的水量1冷卻塔，直接通過改造的排水管道由虹吸溝直排至4水站，余下約1300m3/h則通過冷卻塔冷卻循環(huán)。
　　補水量Q=1循環(huán)量Q=2 1風機出水水質全分析數據如下：我公司地處位置的漣河水碳酸鹽硬度一般在左右。
　　極限碳酸鹽硬度的計算：同理在冷卻水出水溫度41C時H極=2.962在冷卻水出水溫度>42C時NH碳>H極2.3.2在冷卻水進口溫度較低（30C，2.2.2工況），2風機冷卻水停用一臺冷卻水泵的情況下，2風機冷卻水出水大部分排入虹吸溝。冷卻水出水水溫在40C以下。
　　通過計算，在2.3.1工況，2風機冷卻水出口溫度<41C時，和2.3.2工況下水質穩(wěn)定。
　　3方案實施3.1循環(huán)水系統改造風機水池，加裝閥門DN600mm―個，1風機出水原排虹吸溝6閥關閉，使水排入2機水池，工藝管道安裝考慮出水阻力。
　　2風機出水利用原設施將部分水量排入虹吸溝，由3閥控制，減少進冷卻塔冷卻的水量，降低2機進水溫度。
　　增加2風機水池溢流管便于水池水位調整。
　　改善冷卻塔的散熱效率，對風扇進行有效維護。
　　考慮與原運行方式一樣適時適量補充冷水，降低水溫。
　　串用管道示意圖見。
　　1、風機冷卻水循環(huán)系統串用改造圖（下轉第43頁）爐/焦爐煤氣。鍋爐運行操作崗位合理優(yōu)化運行方式，強化燃燒調整，使鍋爐蒸汽生產穩(wěn)定順行，達到了鍋爐‘以氣代煤“的目的。
　　表1鍋爐全燃煤氣狀態(tài)下蒸汽生產平衡爐號高爐煤氣/（m3/h）焦爐煤氣/（m3/h）合計蒸汽供應淡季：夏季，總負荷300職t/h左右，燃用高爐煤氣200000m3/h，燃用焦爐煤氣20000m3/h，蒸汽供應旺季：冬季，總負荷約430t/h左右，燃用高爐煤氣350000m3/h左右，焦爐煤氣15000m3/h左右，實施非常成功。
　　鍋爐實現全燃煤氣后，已成為高爐、焦爐煤氣系統的重要的緩沖用戶，起到了穩(wěn)定煤氣系統壓力和降低煤氣放散的重要作用，減少高爐煤氣放散約10%，減少焦爐煤氣放散約8%，達到了預期效果。
　　4經濟效益分析對鍋爐高爐、焦爐煤氣管道、熱風管道和燃燒器等設備的改造費用約合人民幣175萬元，全燃煤氣后節(jié)約動力煤效益達2580萬元，另外鍋爐全燃煤氣后減少了煤氣放散，每小時可減少高爐煤氣放散6萬m3，減少焦爐煤氣放散0.8萬m3. 5結論從幾個月的運行情況來看，鍋爐全燃煤氣非常成功，蒸汽系統運行平穩(wěn)，達到了預期效果，其社會效益和經濟效益非常明顯。
　　大學機械制造工藝與設備專業(yè)，大學本科學歷，工程師，現從事設備管（上接第41頁）4串用運行效果分析冷卻水的串用按方案實施于2006年3月9日改造完成。運行一年后機組狀態(tài)良好。
　　從運行數據分析，經串用后2汽動風機循環(huán)水進水溫度平均下降4C以上；2風機真空提高2%，1風機真空下降1%（屬于機組正常真空）；在2風機冷卻水進水溫度30C時，試驗將2風機循環(huán)水泵由二臺減少至運行一臺，機組真空能滿足要求。
　　萬元；根據2風機循環(huán)水水質檢測數據分析，從硬度、堿度、氯根離子與濃縮倍率看，碳酸鈣析出不明顯。改造運行后一年，2風機凝汽器冷卻效率基本保持不變，大幅度減少了水處理藥劑費用。
　　5結論5.1二臺汽動軸流風機冷卻水在2風機冷卻水出口溫度<41C條件下可以串用，并且2風機冷卻水系統水質不需進行化學處理，在出口溫度>41C可采用原運行方式，對冷卻水系統水質進行化學處理。
　　5.2在2風機冷卻水進水溫度30C（或運行一臺水泵后出水溫度40C）時，2風機循環(huán)水泵可由二臺減少至運行一臺。