蒸發(fā)式凝汽器尖峰裝置在直接空冷機組中的應用(洛陽隆華)

1、蒸發(fā)式凝汽器尖峰裝置蒸發(fā)式凝汽器尖峰裝置在直接空冷機組中的應用在直接空冷機組中的應用 董董曉強曉強洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司二零一四年二零一四年主要內容 引言引言1常規(guī)解決空冷機組運行不足的方法常規(guī)解決空冷機組運行不足的方法23蒸發(fā)式凝汽器蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索應用的幾個問題探索4應用情況及效益應用情況及效益4 5蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點 國家認可情況及發(fā)展趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢6引言引言4 1國內自2005年以來在三北地區(qū)批量運行的直接空冷為缺水地區(qū)電廠節(jié)水起到了關鍵作用。但因空冷本身特性，決定了需要進一步完善措施來彌補其

2、運行不足。 現(xiàn)空冷機組運行中存在以下幾個急需解決的問題：1.安全性問題，夏季突發(fā)橫風造成機組背壓驟升；2.能耗問題，背壓高，煤耗高，風機多，耗電大；3.防凍問題，冬季防凍問題突出；4.出力問題，夏季高溫，背壓高，機組降負荷運行。 只有解決空冷機組以上問題，才能真正意義上發(fā)揮好空冷機組節(jié)能降耗的作用。引引 言言1常規(guī)解決空冷機組運行不足的方法常規(guī)解決空冷機組運行不足的方法4 2常規(guī)解決空冷機組運行不足方法常規(guī)解決空冷機組運行不足方法1l腐蝕，嚴重影響設壽命l結垢，換熱效果越來越差l噴淋水不易控制，造成極大浪費，違背空冷節(jié)水初衷l噴水造成軸流風機容易損壞l軟化水處理系統(tǒng)復雜、成本太高l在翅片上噴水

3、（噴霧）在翅片上噴水（噴霧） 為提高機組夏季出力，并聯(lián)水冷器，造成如下后果：l系統(tǒng)復雜；l耗水量大；l耗電量大；l循環(huán)水質要求高。l 增加空冷面積或增大風量增加空冷面積或增大風量 在環(huán)境溫度達一定程度時，受空冷換熱機理的限制，繼續(xù)投資，增大空冷面積或風量，也很難滿足工藝設計要求。l 并聯(lián)一套水冷凝汽器系統(tǒng)并聯(lián)一套水冷凝汽器系統(tǒng)常規(guī)解決空冷機組運行不足方法常規(guī)解決空冷機組運行不足方法1蒸發(fā)式凝汽尖峰裝置解決空冷運行不足的思路蒸發(fā)式凝汽尖峰裝置解決空冷運行不足的思路1 抗橫風抗橫風 降背壓降背壓減能耗減能耗增出力增出力 直接空冷直接空冷凝汽器凝汽器不耗水不耗水蒸發(fā)式蒸發(fā)式凝汽器凝汽器節(jié)水節(jié)水 引進

4、潛熱換熱理念，蒸發(fā)式凝汽器作為尖峰裝置與空冷進引進潛熱換熱理念，蒸發(fā)式凝汽器作為尖峰裝置與空冷進行優(yōu)化配比，有效解決空冷運行安全性差、背壓高、煤耗高、行優(yōu)化配比，有效解決空冷運行安全性差、背壓高、煤耗高、夏季不能滿發(fā)等問題。夏季不能滿發(fā)等問題。蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點4 3蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點2 蒸發(fā)式凝汽器是利用管外水膜蒸發(fā)帶走管內乏汽凝結放出熱量的一種高效、節(jié)能、節(jié)水型乏汽凝結設備。蒸發(fā)式凝汽器工作示意圖蒸發(fā)式凝汽器工作示意圖蒸發(fā)蒸發(fā)式式凝汽器凝汽器蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點蒸發(fā)式凝汽器換熱機理及特點2（換熱機理（換熱機理先進、節(jié)

5、能節(jié)水）先進、節(jié)能節(jié)水） 1kg水溫升1帶走1Kcal熱量，而1kg水蒸發(fā)帶走580Kcal熱量，按溫升8，仍是70倍的關系。循環(huán)水量小，節(jié)能；耗水量小，節(jié)水。（效率最高（效率最高） 管內冷凝放熱，管外蒸發(fā)吸熱，均發(fā)生相變，效率最高。（冷凝溫度、背壓低）（冷凝溫度、背壓低） 濕球溫度一般比干球溫度低814，即使與水冷相比，冷凝溫度更低。（直（直冷一次換熱）冷一次換熱） 與直冷同屬直接一次冷凝，兩者聯(lián)合，系統(tǒng)簡潔一致。蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索4 41. 1.為什么蒸發(fā)式凝汽器在應用到不到好的推廣為什么蒸發(fā)式凝汽器在應用到不到好的推廣 潛熱換熱機理提出的比較早，

6、但由于認識問題（與水冷潛熱換熱機理提出的比較早，但由于認識問題（與水冷、空冷不同）、工藝問題（如應力、防腐、防垢、）解決不、空冷不同）、工藝問題（如應力、防腐、防垢、）解決不到位的影響。高效節(jié)能、節(jié)水的優(yōu)勢得不到發(fā)揮。例如管箱到位的影響。高效節(jié)能、節(jié)水的優(yōu)勢得不到發(fā)揮。例如管箱式大結構，應力防腐都無法解決。式大結構，應力防腐都無法解決。2. 2.新型蒸發(fā)式冷卻器對其相關問題的解決新型蒸發(fā)式冷卻器對其相關問題的解決 采用模塊化、柔性化設計，整體熱浸鋅，檢漏孔等設計，采用模塊化、柔性化設計，整體熱浸鋅，檢漏孔等設計，有效解決生產(chǎn)運行中的熱應力、防腐蝕和堵漏問題。有效解決生產(chǎn)運行中的熱應力、防腐蝕和

7、堵漏問題。蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索3 換熱部件模塊化設計，有利于安裝、運行、維護和換熱部件模塊化設計，有利于安裝、運行、維護和大規(guī)模生產(chǎn)應用。大規(guī)模生產(chǎn)應用。蒸發(fā)式凝汽器應用專題蒸發(fā)式凝汽器應用專題3 柔性化，采用滑動結構形式，有效解決生產(chǎn)過程和運柔性化，采用滑動結構形式，有效解決生產(chǎn)過程和運行中的熱應力造成的不利影響。行中的熱應力造成的不利影響。蒸發(fā)式凝汽器應用專題蒸發(fā)式凝汽器應用專題3 采用梅花導流板、大橢圓管等專利技術提升換熱管外采用梅花導流板、大橢圓管等專利技術提升換熱管外水膜均勻性；采用逆流抽真空結構等專利技術，形成更水膜均勻性；采用逆流抽真空結構

8、等專利技術，形成更有利于蒸發(fā)換熱的條件。有利于蒸發(fā)換熱的條件。蒸發(fā)式凝汽器應用專題蒸發(fā)式凝汽器應用專題3蒸發(fā)式凝汽器應用專題蒸發(fā)式凝汽器應用專題33. 3.綜合節(jié)水問題的探索綜合節(jié)水問題的探索 蒸發(fā)式循環(huán)水量小，飄逸率低，對水質要求低（濃縮倍率高），強制蒸發(fā)式循環(huán)水量小，飄逸率低，對水質要求低（濃縮倍率高），強制空氣介入換熱循環(huán)，總體節(jié)水空氣介入換熱循環(huán)，總體節(jié)水4050%4050%。加州能源局研究指出與。加州能源局研究指出與帶水帶水冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)相比，蒸發(fā)式凝汽器的全年耗水量可降到前者的相比，蒸發(fā)式凝汽器的全年耗水量可降到前者的50%50%以上以上。 作為尖峰裝置使用，全年用水僅為水冷的作

9、為尖峰裝置使用，全年用水僅為水冷的24%24%。 新建機組，原新建機組，原輔機冷卻循環(huán)用水可供采用蒸發(fā)式密閉冷卻系統(tǒng)和蒸發(fā)輔機冷卻循環(huán)用水可供采用蒸發(fā)式密閉冷卻系統(tǒng)和蒸發(fā)凝汽器使用，不額外增加用水量，達到綜合節(jié)水效果。凝汽器使用，不額外增加用水量，達到綜合節(jié)水效果。 蒸發(fā)式尖峰冷卻裝置使用的噴淋水水質要求較低，對于電廠及周邊的蒸發(fā)式尖峰冷卻裝置使用的噴淋水水質要求較低，對于電廠及周邊的排污水、中水、煤礦疏干水等低品位水源，均可使用，達到綜合節(jié)水排污水、中水、煤礦疏干水等低品位水源，均可使用，達到綜合節(jié)水目的。目的。4. 4.防垢問題探索：防垢問題探索： 噴淋水在換熱管光滑外表面蒸發(fā)，有強制水和

10、空氣沖刷，噴淋水在換熱管光滑外表面蒸發(fā)，有強制水和空氣沖刷，水垢在管壁外表面附著力低，并可在循環(huán)水箱添加中性除垢劑水垢在管壁外表面附著力低，并可在循環(huán)水箱添加中性除垢劑進行不停機除垢。進行不停機除垢。 易結垢溫度點在易結垢溫度點在6565攝氏度以上。攝氏度以上。 蒸發(fā)式凝汽器循環(huán)水用水水質指標較低，滿足下表即可。蒸發(fā)式凝汽器循環(huán)水用水水質指標較低，滿足下表即可。項目項目單位單位許用值許用值濁度濁度NTU20PH值值6.59.0CaCO3硬度硬度mg/l50300CaCO3堿度堿度mg/l50300Cl-mg/l300硫酸鹽硫酸鹽mg/l250硅酸（以硅酸（以SiO2計）計）mg/l250蒸發(fā)式

11、凝汽器應用專題蒸發(fā)式凝汽器應用專題35. 5.用于尖峰裝置的蒸發(fā)式凝汽器可以發(fā)揮的作用：用于尖峰裝置的蒸發(fā)式凝汽器可以發(fā)揮的作用： 充分發(fā)揮蒸發(fā)式凝汽器操作彈性大的優(yōu)點，解決了突充分發(fā)揮蒸發(fā)式凝汽器操作彈性大的優(yōu)點，解決了突發(fā)大風情況下機組安全性問題。發(fā)大風情況下機組安全性問題。 獨創(chuàng)了空冷凝汽器和蒸發(fā)式凝汽器之間的蒸汽平衡控獨創(chuàng)了空冷凝汽器和蒸發(fā)式凝汽器之間的蒸汽平衡控制方法。利用抽真空壓差閥門控制方法，解決了空冷凝汽制方法。利用抽真空壓差閥門控制方法，解決了空冷凝汽器和蒸發(fā)式凝汽器之間的蒸汽分配問題。器和蒸發(fā)式凝汽器之間的蒸汽分配問題。 蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個問題探索蒸發(fā)式凝汽器應用的幾個

12、問題探索3應用情況及效益應用情況及效益4 5應用實例應用實例1 蒸發(fā)式凝汽器作為直接空冷尖峰冷卻裝置，即以空冷換熱設備為主，以蒸發(fā)式換熱設備作為低背壓運行、提高能效的保證措施，集成了空冷換熱與蒸發(fā)式換熱各自優(yōu)點的新型乏汽凝結設備。具有高效、節(jié)能、節(jié)水的特點。應用情況及效益應用情況及效益4660MW機組應用現(xiàn)場應用情況及效益應用情況及效益4序號項目名稱計算公式及結果年費用(萬元)一年收益1446.81節(jié)省煤耗費用19.4kPa1.08g/kWh/kPa1808h66104/106kWh500元/t1446.8二年操作費用145.31電費（754+5516）kW0.81808h0.31元/kWh5

13、2.92水費255.36t/h1808h2.0元/t92.4三年凈收益1301.5單臺單臺660MW660MW空冷機組空冷機組采用蒸發(fā)式凝結器尖峰冷卻裝置年增加凈采用蒸發(fā)式凝結器尖峰冷卻裝置年增加凈收益收益應用情況及效益應用情況及效益4注：注：尖峰冷卻裝置按年運行1808h計應用情況及效益應用情況及效益4優(yōu)點優(yōu)點u 抗橫風、防“非停”，提高機組運行安全性u 降背壓、?！皾M發(fā)”，提高機組運行經(jīng)濟性u 節(jié)煤耗、減“排放”，實現(xiàn)企業(yè)環(huán)?？偰繕诉\行優(yōu)勢運行優(yōu)勢l 有效解決夏季機組出力與冬季防凍對換熱能力不同需求的矛盾，提升系統(tǒng)運行安全可靠性。l 夏季運行背壓低，機組可滿發(fā)，增加系統(tǒng)運行經(jīng)濟性。l 投資

14、低、運行費用低，占地小，操作、維護方便。蒸發(fā)式冷卻器在間接空冷中的應用蒸發(fā)式冷卻器在間接空冷中的應用4部分業(yè)績現(xiàn)場序號序號用戶名稱用戶名稱1洛陽中重發(fā)電設備有限責任公司2國網(wǎng)能源寧夏煤電有限公司3（京能國際）山西漳山發(fā)電有限公司4惠生工程（中國）有限公司撫順分公司5碧海舟（北京）石油化工設備有限公司6陜西長青能源化工有限公司7陜西長青能源化工有限公司8天津俊安煤焦化有限公司9南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司10鄭州華電高科電力設備工程有限公司11北京京城工業(yè)物流有限公司12中鋼設備有限公司13汾陽中科淵昌再生能源有限公司14介休市國泰綠色能源有限公司15山東青能動力股份有限公司16靈石縣鑫和垃圾焚

15、燒發(fā)電有限公司17稷山縣秦晉電力鐵合金有限公司稷山縣秦晉電力鐵合金有限公司18山西順發(fā)熱電有限責任公司19思安新能源股份有限公司20思安新能源股份有限公司21西安陜鼓工程技術有限公司22華陸工程科技有限責任公司23華陸工程科技有限責任公司24江蘇華能建設工程集團有限公司25河北文安縣天瀾新能源公司26山西文峰焦化科技有限公司27山西省平遙興華煤焦有限公司28山西省平遙興華煤焦有限公司29山東濰坊大地鹽業(yè)集團30太原金圓水泥有限公司31河北文安縣天瀾新能源公司32朔州金圓水泥有限公司33禹門口電力有限公司34山西省平遙興華煤焦有限公司35額濟納旗星晨煤業(yè)貿(mào)易有限公司35額濟納旗星晨煤業(yè)貿(mào)易有限公

16、司額濟納旗星晨煤業(yè)貿(mào)易有限公司36陜西有色榆林新材料有限責任公司37山西福潤生物質能熱電有限公司38山西龍門五色石建材有限公司39陜西府谷恒源煤焦電化有限公司40山西通才工貿(mào)有限公司41山西通才工貿(mào)有限公司42遷江市九江煤炭儲運有限公司43天津港保稅區(qū)利豐源投資有限公司44府谷縣西峰活性炭有限公司45河北滄州中鐵裝備有限公司46陜西大唐節(jié)能科技有限公司47襄汾縣星原鋼鐵集團有限公司48襄汾縣星原鋼鐵集團有限公司49襄汾縣星原鋼鐵集團有限公司50北京延長石油化工工程有限公司51內蒙古銀鉛冶煉有限公司52華潤磴口金牛熱電有限公司。國家認可情況及發(fā)展趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢4 6國家認可情況及發(fā)展

17、趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢發(fā)明專利發(fā)明專利一種混聯(lián)式高效復合凝汽方法及凝汽器一種混聯(lián)式高效復合凝汽方法及凝汽器 ZL201010269871.5一種防白霧高效蒸發(fā)式混流凝汽方法及凝汽器一種防白霧高效蒸發(fā)式混流凝汽方法及凝汽器 ZL201010269754.9實用新型專利實用新型專利空蒸并聯(lián)高效復合空蒸并聯(lián)高效復合凝汽器凝汽器 ZL201020513702.7空蒸并聯(lián)一體式高效復合空蒸并聯(lián)一體式高效復合凝汽器凝汽器 ZL201020513678.7濕空濕空蒸高效復合蒸高效復合凝汽器凝汽器 ZL201020513732.8高效蒸發(fā)式混流高效蒸發(fā)式混流凝汽器凝汽器 ZL201020513568.0一

18、種防熱浸鋅變形的換熱管束一種防熱浸鋅變形的換熱管束結構結構 ZL201220697010.1一種蒸發(fā)式冷凝器的換熱管束一種蒸發(fā)式冷凝器的換熱管束結構結構 ZL201220697136.9一種噴淋換熱管束一種噴淋換熱管束結構結構 ZL201220697126.5空蒸串聯(lián)高效復合空蒸串聯(lián)高效復合凝汽器凝汽器 ZL201020513712.0空蒸串聯(lián)一體式高效復合空蒸串聯(lián)一體式高效復合凝汽器凝汽器 ZL201020513688.0一種電廠乏汽空蒸復合型凝結一種電廠乏汽空蒸復合型凝結裝置裝置 ZL201020103289.7一種蒸發(fā)式凝汽器管一種蒸發(fā)式凝汽器管箱箱 ZL201320586943.8一種

19、蒸發(fā)式凝汽器的帶逆流換熱一種蒸發(fā)式凝汽器的帶逆流換熱裝置裝置 ZL201320749195.0隆華節(jié)能的換熱裝備在行業(yè)得到了廣泛贊譽和充分肯定。隆華節(jié)能的換熱裝備在行業(yè)得到了廣泛贊譽和充分肯定。l 2010年被國家工信部列為17個重點行業(yè)清潔生產(chǎn)推廣技術；l 2012年入選國家發(fā)改委國家重點節(jié)能技術推廣目錄（第五批）；l 2013年被國家科技部列為國家重點新產(chǎn)品；l 2014年入選工信部、水利部、全國節(jié)水辦國家鼓勵工業(yè)節(jié)水工藝、技術和裝備目錄（第一批）；l 中國機械工程學會“節(jié)能及綠色工業(yè)科研成果獎”國家認可情況及發(fā)展趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢國家認可情況及發(fā)展趨勢本項目2012年通過省科技廳專家組驗收和成果鑒定。鑒定意見認為：該產(chǎn)品基于先進的換熱機理和創(chuàng)新優(yōu)該產(chǎn)品基于先進的換熱機理和創(chuàng)新優(yōu)化設計組合理念，技術先進、性能穩(wěn)定可靠、節(jié)能降耗效化設計組合理念，技術先進、性能穩(wěn)定可靠、節(jié)能降耗效果顯著；與直接空冷果顯著；與直接空冷系統(tǒng)系統(tǒng)相比，在夏季溫度超過相比，在夏季溫度超過2525的情的情況下，排汽背壓可降低況下，排汽背壓可降低5 515kPa,15kPa,可使