汽動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)冷卻水串用的分析與研究

發(fā)布時(shí)間：2018.12.18

兩個(gè)冷卻水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1：表1冷卻水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)表設(shè)備冷卻方式直流供水循環(huán)供水冷卻設(shè)備循環(huán)水泵：350S44冷卻水量進(jìn)水溫度系統(tǒng)容積AV40-11軸流風(fēng)機(jī)（1風(fēng)機(jī)）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(fēng)機(jī)（2風(fēng)機(jī)）冷卻水設(shè)計(jì)采用敞開式循環(huán)水。2風(fēng)機(jī)運(yùn)行后汽輪機(jī)凝汽器進(jìn)水溫度高（32~38 C），最高達(dá)到42機(jī)組真空下降（夏天-0.082~0.084MPa，冬季-0.088 MPa），風(fēng)機(jī)不能滿負(fù)荷運(yùn)行。1風(fēng)機(jī)出水溫度一般在23~35C，1風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)出水與2風(fēng)機(jī)凝汽器進(jìn)水水溫相比約低3~5C，為此我們考慮利用1風(fēng)機(jī)出水補(bǔ)水到2風(fēng)機(jī)水池，經(jīng)2風(fēng)機(jī)使用后，利用原設(shè)施將約相當(dāng)于1風(fēng)機(jī)排入的水量通過(guò)虹吸溝直排至4水站，減少2風(fēng)機(jī)冷卻塔的負(fù)荷，同時(shí)考慮2風(fēng)機(jī)循環(huán)水不再進(jìn)行化學(xué)水處理的可能性。
　　2風(fēng)機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)：冷凝器進(jìn)水溫度：100進(jìn)汽量27t/h冷卻水流量2215t/h循環(huán)水泵參數(shù)：H=44m傳熱端差2設(shè)計(jì)依據(jù)在同一蒸汽負(fù)荷下，凝汽器內(nèi)壓力隨水溫的增加而升高。改造前提出需保證至少軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況滿足現(xiàn)運(yùn)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(dá)到優(yōu)化；冷卻水在系統(tǒng)運(yùn)行中濃縮后水質(zhì)沒有析出水垢傾向。
　　2.1循環(huán)水進(jìn)口溫度、冷卻倍率與凝汽器內(nèi)壓力的關(guān)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(jìn)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(jìn)水溫度的關(guān)系見表2.表2凝汽器中的壓力與進(jìn)水溫度關(guān)系表凝汽器中的壓力從以上表2中看出，當(dāng)2風(fēng)機(jī)冷卻水溫度到35°0時(shí)，排汽壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值0.01MPa，冷卻水倍率需要100倍，進(jìn)水水溫下降到30 C時(shí)，排汽壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值0.01MPa，冷卻水倍率僅僅需要50倍。因此在汽溫較低，2風(fēng)機(jī)冷卻水進(jìn)口溫度低時(shí)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(dāng)蒸汽排汽量、冷卻水進(jìn)水溫度、冷卻水量等偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，凝汽器壓力如何變化。
　　2.2.1 1風(fēng)機(jī)冷卻水出水全部排到2風(fēng)機(jī)水池，2風(fēng)機(jī)運(yùn)行在同樣冷卻水流量，冷卻水進(jìn)口溫度與原運(yùn)行方式相比下降的情況，此運(yùn)行工況可不進(jìn)行計(jì)算。
　　2.2.2冷卻水進(jìn)口水溫較低時(shí)（30C），2風(fēng)機(jī)冷卻水停用一臺(tái)冷卻水泵的情況下凝汽器變工況計(jì)算假定：排汽與凝結(jié)水的比焓差（hs-hc）為定值，且等于設(shè)計(jì)值；在計(jì)算變工況下的總體傳熱系數(shù)K時(shí)，清潔系數(shù)ft取設(shè)計(jì)值。
　　冷卻水進(jìn)口溫度以與設(shè)計(jì)值比下降3C為依冷卻水流量，因2風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)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(shù)，查揚(yáng)程37m時(shí)，流量為1 476m3/h，計(jì)算時(shí)取凝汽器變工況特性計(jì)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(shù)：汽器的熱力計(jì)算總體傳熱系數(shù)采用美國(guó)熱交換協(xié)會(huì)（HEI）的計(jì)算方法。
　　ft-冷卻水溫度修正系數(shù)ft——冷卻水管材料壁厚修正系數(shù)對(duì)采用冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)ft通常取0.75~ 0.8，對(duì)直流供水系統(tǒng)，ft通常取0.8~0.85，采用1風(fēng)機(jī)出水補(bǔ)水到2風(fēng)機(jī)水池，經(jīng)2風(fēng)機(jī)使用后部分直排，實(shí)際冷卻水系統(tǒng)為低循環(huán)倍率供水方式，ft清潔系數(shù)基本不變。取ft=0.8.冷卻管材質(zhì)為黃銅，壁厚1.0mm，查修正系數(shù)ftm=1.0.冷卻水進(jìn)口溫度為30C時(shí)，查圖表修正系數(shù)ft=1.06進(jìn)水溫度30C時(shí)相關(guān)參數(shù)如下：冷卻水溫升：9.4C冷卻水流速：1.535m/s總體傳熱系數(shù)：2傳熱端差：6.6°C凝汽器內(nèi)蒸汽溫度：46C凝汽器內(nèi)壓力：0.010 1MPa通過(guò)凝汽器變工況特性計(jì)算，在2.2.1、2.2.2工況下均能能滿足工藝生產(chǎn)要求。
　　2.3水質(zhì)穩(wěn)定性判斷水質(zhì)穩(wěn)定性判斷，根據(jù)實(shí)際補(bǔ)水量情況，采用極限碳酸鹽硬度指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)公式判斷碳酸鹽水垢能否生成。
　　2.3.11風(fēng)機(jī)冷卻水出水全部排到2風(fēng)機(jī)水池，2風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻水運(yùn)行二臺(tái)泵，其中冷卻水出水的一部分（相當(dāng)于1風(fēng)機(jī)排入的水量1冷卻塔，直接通過(guò)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(guò)冷卻塔冷卻循環(huán)。
　　補(bǔ)水量Q=1循環(huán)量Q=2 1風(fēng)機(jī)出水水質(zhì)全分析數(shù)據(jù)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(jì)算：同理在冷卻水出水溫度41C時(shí)H極=2.962在冷卻水出水溫度>42C時(shí)NH碳>H極2.3.2在冷卻水進(jìn)口溫度較低（30C，2.2.2工況），2風(fēng)機(jī)冷卻水停用一臺(tái)冷卻水泵的情況下，2風(fēng)機(jī)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(guò)計(jì)算，在2.3.1工況，2風(fēng)機(jī)冷卻水出口溫度<41C時(shí)，和2.3.2工況下水質(zhì)穩(wěn)定。
　　3方案實(shí)施3.1循環(huán)水系統(tǒng)改造風(fēng)機(jī)水池，加裝閥門DN600mm―個(gè)，1風(fēng)機(jī)出水原排虹吸溝6閥關(guān)閉，使水排入2機(jī)水池，工藝管道安裝考慮出水阻力。
　　2風(fēng)機(jī)出水利用原設(shè)施將部分水量排入虹吸溝，由3閥控制，減少進(jìn)冷卻塔冷卻的水量，降低2機(jī)進(jìn)水溫度。
　　增加2風(fēng)機(jī)水池溢流管便于水池水位調(diào)整。
　　改善冷卻塔的散熱效率，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行有效維護(hù)。
　　考慮與原運(yùn)行方式一樣適時(shí)適量補(bǔ)充冷水，降低水溫。
　　串用管道示意圖見。
　　1、風(fēng)機(jī)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)串用改造圖（下轉(zhuǎn)第43頁(yè)）爐/焦?fàn)t煤氣。鍋爐運(yùn)行操作崗位合理優(yōu)化運(yùn)行方式，強(qiáng)化燃燒調(diào)整，使鍋爐蒸汽生產(chǎn)穩(wěn)定順行，達(dá)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(chǎn)平衡爐號(hào)高爐煤氣/（m3/h）焦?fàn)t煤氣/（m3/h）合計(jì)蒸汽供應(yīng)淡季：夏季，總負(fù)荷300職t/h左右，燃用高爐煤氣200000m3/h，燃用焦?fàn)t煤氣20000m3/h，蒸汽供應(yīng)旺季：冬季，總負(fù)荷約430t/h左右，燃用高爐煤氣350000m3/h左右，焦?fàn)t煤氣15000m3/h左右，實(shí)施非常成功。
　　鍋爐實(shí)現(xiàn)全燃煤氣后，已成為高爐、焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)的重要的緩沖用戶，起到了穩(wěn)定煤氣系統(tǒng)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?fàn)t煤氣放散約8%，達(dá)到了預(yù)期效果。
　　4經(jīng)濟(jì)效益分析對(duì)鍋爐高爐、焦?fàn)t煤氣管道、熱風(fēng)管道和燃燒器等設(shè)備的改造費(fèi)用約合人民幣175萬(wàn)元，全燃煤氣后節(jié)約動(dòng)力煤效益達(dá)2580萬(wàn)元，另外鍋爐全燃煤氣后減少了煤氣放散，每小時(shí)可減少高爐煤氣放散6萬(wàn)m3，減少焦?fàn)t煤氣放散0.8萬(wàn)m3. 5結(jié)論從幾個(gè)月的運(yùn)行情況來(lái)看，鍋爐全燃煤氣非常成功，蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了預(yù)期效果，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
　　大學(xué)機(jī)械制造工藝與設(shè)備專業(yè)，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備管（上接第41頁(yè)）4串用運(yùn)行效果分析冷卻水的串用按方案實(shí)施于2006年3月9日改造完成。運(yùn)行一年后機(jī)組狀態(tài)良好。
　　從運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，經(jīng)串用后2汽動(dòng)風(fēng)機(jī)循環(huán)水進(jìn)水溫度平均下降4C以上；2風(fēng)機(jī)真空提高2%，1風(fēng)機(jī)真空下降1%（屬于機(jī)組正常真空）；在2風(fēng)機(jī)冷卻水進(jìn)水溫度30C時(shí)，試驗(yàn)將2風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵由二臺(tái)減少至運(yùn)行一臺(tái)，機(jī)組真空能滿足要求。
　　萬(wàn)元；根據(jù)2風(fēng)機(jī)循環(huán)水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)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(yùn)行后一年，2風(fēng)機(jī)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(fèi)用。
　　5結(jié)論5.1二臺(tái)汽動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)冷卻水在2風(fēng)機(jī)冷卻水出口溫度<41C條件下可以串用，并且2風(fēng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)不需進(jìn)行化學(xué)處理，在出口溫度>41C可采用原運(yùn)行方式，對(duì)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)處理。
　　5.2在2風(fēng)機(jī)冷卻水進(jìn)水溫度30C（或運(yùn)行一臺(tái)水泵后出水溫度40C）時(shí)，2風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵可由二臺(tái)減少至運(yùn)行一臺(tái)。