汽动轴流风机冷却水串用的分析与研究

发布时间：2018.12.18

两个冷却水系统主要设计参数如表1：表1冷却水系统主要设计参数表设备冷却方式直流供水循环供水冷却设备循环水泵：350S44冷却水量进水温度系统容积AV40-11轴流风机（1风机）冷却水采用的是河流源水（或河流源水与4水站混合水），使用后直排至4水站；2004年，AV45-12轴流风机（2风机）冷却水设计采用敞开式循环水。2风机运行后汽轮机凝汽器进水温度高（32~38 C），最高达到42机组真空下降（夏天-0.082~0.084MPa，冬季-0.088 MPa），风机不能满负荷运行。1风机出水温度一般在23~35C，1风机冷却系统出水与2风机凝汽器进水水温相比约低3~5C，为此我们考虑利用1风机出水补水到2风机水池，经2风机使用后，利用原设施将约相当于1风机排入的水量通过虹吸沟直排至4水站，减少2风机冷却塔的负荷，同时考虑2风机循环水不再进行化学水处理的可能性。
　　2风机相关设计参数：冷凝器进水温度：100进汽量27t/h冷却水流量2215t/h循环水泵参数：H=44m传热端差2设计依据在同一蒸汽负荷下，凝汽器内压力随水温的增加而升高。改造前提出需保证至少轴流风机运行工况满足现运行工况，保证凝汽器的总体传热效果在同循环冷却流量下达到优化；冷却水在系统运行中浓缩后水质没有析出水垢倾向。
　　2.1循环水进口温度、冷却倍率与凝汽器内压力的关系在其它条件相同和冷却倍率不变的情况下，凝汽器循环水进口温度愈低，凝汽器循环水出口温度就愈低，因而排汽温度也愈低，凝汽器的真空度就愈高。凝汽器中的压力与进水温度的关系见表2.表2凝汽器中的压力与进水温度关系表凝汽器中的压力从以上表2中看出，当2风机冷却水温度到35°0时，排汽压力达到设计值0.01MPa，冷却水倍率需要100倍，进水水温下降到30 C时，排汽压力达到设计值0.01MPa，冷却水倍率仅仅需要50倍。因此在汽温较低，2风机冷却水进口温度低时可适度减少冷却水量。
　　2.2凝汽器变工况核算凝汽器变工况核算的目的是确定当蒸汽排汽量、冷却水进水温度、冷却水量等偏离设计值时，凝汽器压力如何变化。
　　2.2.1 1风机冷却水出水全部排到2风机水池，2风机运行在同样冷却水流量，冷却水进口温度与原运行方式相比下降的情况，此运行工况可不进行计算。
　　2.2.2冷却水进口水温较低时（30C），2风机冷却水停用一台冷却水泵的情况下凝汽器变工况计算假定：排汽与凝结水的比焓差（hs-hc）为定值，且等于设计值；在计算变工况下的总体传热系数K时，清洁系数ft取设计值。
　　冷却水进口温度以与设计值比下降3C为依冷却水流量，因2风机冷却系统出水排掉部分水量至虹吸沟，水泵阻力下降。查350S44泵性能参数，查扬程37m时，流量为1 476m3/h，计算时取凝汽器变工况特性计算：——循环倍率冷却水流速：qw——冷却水流量，m3/s总体传热系数：汽器的热力计算总体传热系数采用美国热交换协会（HEI）的计算方法。
　　ft-冷却水温度修正系数ft——冷却水管材料壁厚修正系数对采用冷却塔的循环供水系统ft通常取0.75~ 0.8，对直流供水系统，ft通常取0.8~0.85，采用1风机出水补水到2风机水池，经2风机使用后部分直排，实际冷却水系统为低循环倍率供水方式，ft清洁系数基本不变。取ft=0.8.冷却管材质为黄铜，壁厚1.0mm，查修正系数ftm=1.0.冷却水进口温度为30C时，查图表修正系数ft=1.06进水温度30C时相关参数如下：冷却水温升：9.4C冷却水流速：1.535m/s总体传热系数：2传热端差：6.6°C凝汽器内蒸汽温度：46C凝汽器内压力：0.010 1MPa通过凝汽器变工况特性计算，在2.2.1、2.2.2工况下均能能满足工艺生产要求。
　　2.3水质稳定性判断水质稳定性判断，根据实际补水量情况，采用极限碳酸盐硬度指标经验公式判断碳酸盐水垢能否生成。
　　2.3.11风机冷却水出水全部排到2风机水池，2风机循环冷却水运行二台泵，其中冷却水出水的一部分（相当于1风机排入的水量1冷却塔，直接通过改造的排水管道由虹吸沟直排至4水站，余下约1300m3/h则通过冷却塔冷却循环。
　　补水量Q=1循环量Q=2 1风机出水水质全分析数据如下：我公司地处位置的涟河水碳酸盐硬度一般在左右。
　　极限碳酸盐硬度的计算：同理在冷却水出水温度41C时H极=2.962在冷却水出水温度>42C时NH碳>H极2.3.2在冷却水进口温度较低（30C，2.2.2工况），2风机冷却水停用一台冷却水泵的情况下，2风机冷却水出水大部分排入虹吸沟。冷却水出水水温在40C以下。
　　通过计算，在2.3.1工况，2风机冷却水出口温度<41C时，和2.3.2工况下水质稳定。
　　3方案实施3.1循环水系统改造风机水池，加装阀门DN600mm―个，1风机出水原排虹吸沟6阀关闭，使水排入2机水池，工艺管道安装考虑出水阻力。
　　2风机出水利用原设施将部分水量排入虹吸沟，由3阀控制，减少进冷却塔冷却的水量，降低2机进水温度。
　　增加2风机水池溢流管便于水池水位调整。
　　改善冷却塔的散热效率，对风扇进行有效维护。
　　考虑与原运行方式一样适时适量补充冷水，降低水温。
　　串用管道示意图见。
　　1、风机冷却水循环系统串用改造图（下转第43页）炉/焦炉煤气。锅炉运行操作岗位合理优化运行方式，强化燃烧调整，使锅炉蒸汽生产稳定顺行，达到了锅炉‘以气代煤“的目的。
　　表1锅炉全燃煤气状态下蒸汽生产平衡炉号高炉煤气/（m3/h）焦炉煤气/（m3/h）合计蒸汽供应淡季：夏季，总负荷300职t/h左右，燃用高炉煤气200000m3/h，燃用焦炉煤气20000m3/h，蒸汽供应旺季：冬季，总负荷约430t/h左右，燃用高炉煤气350000m3/h左右，焦炉煤气15000m3/h左右，实施非常成功。
　　锅炉实现全燃煤气后，已成为高炉、焦炉煤气系统的重要的缓冲用户，起到了稳定煤气系统压力和降低煤气放散的重要作用，减少高炉煤气放散约10%，减少焦炉煤气放散约8%，达到了预期效果。
　　4经济效益分析对锅炉高炉、焦炉煤气管道、热风管道和燃烧器等设备的改造费用约合人民币175万元，全燃煤气后节约动力煤效益达2580万元，另外锅炉全燃煤气后减少了煤气放散，每小时可减少高炉煤气放散6万m3，减少焦炉煤气放散0.8万m3. 5结论从几个月的运行情况来看，锅炉全燃煤气非常成功，蒸汽系统运行平稳，达到了预期效果，其社会效益和经济效益非常明显。
　　大学机械制造工艺与设备专业，大学本科学历，工程师，现从事设备管（上接第41页）4串用运行效果分析冷却水的串用按方案实施于2006年3月9日改造完成。运行一年后机组状态良好。
　　从运行数据分析，经串用后2汽动风机循环水进水温度平均下降4C以上；2风机真空提高2%，1风机真空下降1%（属于机组正常真空）；在2风机冷却水进水温度30C时，试验将2风机循环水泵由二台减少至运行一台，机组真空能满足要求。
　　万元；根据2风机循环水水质检测数据分析，从硬度、碱度、氯根离子与浓缩倍率看，碳酸钙析出不明显。改造运行后一年，2风机凝汽器冷却效率基本保持不变，大幅度减少了水处理药剂费用。
　　5结论5.1二台汽动轴流风机冷却水在2风机冷却水出口温度<41C条件下可以串用，并且2风机冷却水系统水质不需进行化学处理，在出口温度>41C可采用原运行方式，对冷却水系统水质进行化学处理。
　　5.2在2风机冷却水进水温度30C（或运行一台水泵后出水温度40C）时，2风机循环水泵可由二台减少至运行一台。