2013年電站空冷設計技術的主要內容
本(ben)文導讀:空冷廠商(shang)通常借助于計(ji)算流體力學軟件和(he)(he)風洞試驗,結合當地的自然環境條件和(he)(he)電站參數,對翅片的形狀、高度、間距和(he)(he)厚度進行優化處理。經(jing)過多年(nian)發展,翅片管(guan)得以不斷創新,經(jing)歷(li)了(le)多排(pai)管(guan)、兩排(pai)管(guan)和(he)(he)單排(pai)管(guan)的發展歷(li)程。
電站空冷(leng)系統的設計(ji)(ji)技術主(zhu)要包括熱力計(ji)(ji)算(suan)、大管(guan)道(dao)設計(ji)(ji)、翅片管(guan)優化設計(ji)(ji)、電氣與控(kong)制系統設計(ji)(ji)等(deng)。
① 熱(re)力計算
熱力計算根據汽輪機排汽量、排汽焓、排汽壓力等電站設計參數,結合大氣壓力、氣溫、相對濕度、風速等當地的自然氣象條件,通過經驗關聯公式,對風機規格和數量、散熱面積、平臺高度、管道阻力、空冷管束長度、真空泵規格、蒸汽管道直徑進行計算,并綜合考慮地形、電站廠房布局、風沙塵土等因素。熱力系統工藝計算通常得出多套設計方案,再通過系統性能和建設費用的綜合權衡確定最優方案。為了簡化計算過程,提高設計效率,空冷廠商通常根據既往項目經驗編寫了自己的工藝計算軟件。
② 大管道設計(ji)
大管(guan)(guan)道設計(ji)影響到汽(qi)(qi)輪機的(de)(de)(de)排(pai)汽(qi)(qi)背壓(ya)和(he)散熱面積。在(zai)直接空冷(leng)系統(tong)方面,蒸(zheng)汽(qi)(qi)主排(pai)汽(qi)(qi)管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)直徑可以(yi)超過(guo)8 米(mi),常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)道布(bu)置形式包括Y 型管(guan)(guan)道和(he)加裝導流(liu)片的(de)(de)(de)T 型管(guan)(guan)道。在(zai)間接空冷(leng)系統(tong)方面,間冷(leng)塔布(bu)置的(de)(de)(de)供回(hui)水(shui)管(guan)(guan)網,需要過(guo)水(shui)力(li)計(ji)算使各(ge)個扇區的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)(liang)達到設計(ji)值,其母管(guan)(guan)的(de)(de)(de)直徑通常(chang)超過(guo)2 米(mi)。行業(ye)內目前普遍借助CFD 計(ji)算軟件(jian),采用計(ji)算流(liu)體(ti)力(li)學的(de)(de)(de)方法,設定湍流(liu)模型和(he)高剖分精度(du)的(de)(de)(de)計(ji)算網格,對蒸(zheng)汽(qi)(qi)流(liu)量(liang)(liang)分配、蒸(zheng)汽(qi)(qi)阻力(li)、水(shui)力(li)阻力(li)等進(jin)行計(ji)算。
③ 翅片管優化設計
翅(chi)片管(guan)(guan)(guan)優(you)化設計(ji)是提高電站空冷(leng)系統(tong)整體性能的(de)重要(yao)辦法,具體包括管(guan)(guan)(guan)束結構(gou)設計(ji)、換熱能力(li)初步計(ji)算(suan)、管(guan)(guan)(guan)束與(yu)鋼結構(gou)的(de)連接設計(ji)、基本換熱單元換熱系數測(ce)試等(deng)。空冷(leng)廠(chang)商通常借助于計(ji)算(suan)流體力(li)學軟件(jian)和(he)風洞試驗,結合當地(di)的(de)自(zi)然環境條(tiao)件(jian)和(he)電站參(can)數,對翅(chi)片的(de)形狀、高度(du)(du)、間距(ju)和(he)厚(hou)度(du)(du)進行優(you)化處理。經(jing)過多(duo)年發展,翅(chi)片管(guan)(guan)(guan)得以不斷創新,經(jing)歷(li)了多(duo)排管(guan)(guan)(guan)、兩排管(guan)(guan)(guan)和(he)單排管(guan)(guan)(guan)的(de)發展歷(li)程(cheng)。目(mu)前,大扁管(guan)(guan)(guan)單排鋼鋁(lv)翅(chi)片管(guan)(guan)(guan)已經(jing)成為行業公(gong)認的(de)最優(you)選擇,具有(you)流通截面積大、壓力(li)損失小、有(you)利于汽液分(fen)離(li)和(he)防(fang)凍(dong)、外(wai)表(biao)面易(yi)于清洗等(deng)優(you)點(dian)。
④ 電氣與控制(zhi)系統設計
電氣(qi)與控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)是電站(zhan)(zhan)空冷系(xi)(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)運(yun)(yun)行(xing)的重要保障,通常(chang)直接納入電站(zhan)(zhan)整體的DCS 控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong),通過集(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)實現集(ji)中(zhong)(zhong)監控(kong)(kong)和自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi),完成工(gong)藝(yi)系(xi)(xi)統(tong)的程序啟停、中(zhong)(zhong)斷及單(dan)個設備的操作(zuo)。控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)借助于壓力傳感(gan)(gan)器、抽氣(qi)溫度(du)傳感(gan)(gan)器和凝結水溫度(du)傳感(gan)(gan)器,實現對(dui)關(guan)鍵(jian)數(shu)據的采(cai)集(ji)工(gong)作(zuo)。主排汽(qi)壓力通常(chang)作(zuo)為控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)的主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)變(bian)量。當排汽(qi)壓力改(gai)變(bian)時,集(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)首先輸出控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信號,風(feng)機轉速相(xiang)應改(gai)變(bian),變(bian)頻控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)柜再將反(fan)饋信號送(song)回集(ji)中(zhong)(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)室(shi),實現反(fan)饋調節,以維持風(feng)機轉速的最佳狀態(tai)和電站(zhan)(zhan)運(yun)(yun)行(xing)的既(ji)定(ding)工(gong)況。