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汽動軸流風(fēng)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(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)如表1：表1冷卻水系統(tǒng)主要設(shè)計參數(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冷卻水量進水溫度系統(tǒng)容積AV40-11軸流風(fēng)機（1風(fēng)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(fēng)機（2風(fēng)機）冷卻水設(shè)計采用敞開式循環(huán)水。2風(fēng)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(fēng)機不能滿負荷運行。1風(fēng)機出水溫度一般在23~35C，1風(fēng)機冷卻系統(tǒng)出水與2風(fēng)機凝汽器進水水溫相比約低3~5C，為此我們考慮利用1風(fēng)機出水補水到2風(fēng)機水池，經(jīng)2風(fēng)機使用后，利用原設(shè)施將約相當(dāng)于1風(fēng)機排入的水量通過虹吸溝直排至4水站，減少2風(fēng)機冷卻塔的負荷，同時考慮2風(fēng)機循環(huán)水不再進行化學(xué)水處理的可能性。
2風(fēng)機相關(guān)設(shè)計參數(shù)：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(shù)：H=44m傳熱端差2設(shè)計依據(jù)在同一蒸汽負荷下，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)機運行工況滿足現(xiàn)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(tǒng)運行中濃縮后水質(zhì)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(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(guān)系見表2.表2凝汽器中的壓力與進水溫度關(guān)系表凝汽器中的壓力從以上表2中看出，當(dāng)2風(fēng)機冷卻水溫度到35°0時，排汽壓力達到設(shè)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(shè)計值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(dāng)蒸汽排汽量、冷卻水進水溫度、冷卻水量等偏離設(shè)計值時，凝汽器壓力如何變化。
2.2.1 1風(fēng)機冷卻水出水全部排到2風(fēng)機水池，2風(fēng)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(fēng)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(jié)水的比焓差（hs-hc）為定值，且等于設(shè)計值；在計算變工況下的總體傳熱系數(shù)K時，清潔系數(shù)ft取設(shè)計值。
冷卻水進口溫度以與設(shè)計值比下降3C為依冷卻水流量，因2風(fēng)機冷卻系統(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(shù)：汽器的熱力計算總體傳熱系數(shù)采用美國熱交換協(xié)會（HEI）的計算方法。
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)對采用冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)ft通常取0.75~ 0.8，對直流供水系統(tǒng)，ft通常取0.8~0.85，采用1風(fēng)機出水補水到2風(fēng)機水池，經(jīng)2風(fēng)機使用后部分直排，實際冷卻水系統(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.冷卻水進口溫度為30C時，查圖表修正系數(shù)ft=1.06進水溫度30C時相關(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(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)實際補水量情況，采用極限碳酸鹽硬度指標(biāo)經(jīng)驗公式判斷碳酸鹽水垢能否生成。
2.3.11風(fēng)機冷卻水出水全部排到2風(fēng)機水池，2風(fēng)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(dāng)于1風(fēng)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(fēng)機出水水質(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(fēng)機冷卻水停用一臺冷卻水泵的情況下，2風(fēng)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(fēng)機冷卻水出口溫度<41C時，和2.3.2工況下水質(zhì)穩(wěn)定。
3方案實施3.1循環(huán)水系統(tǒng)改造風(fēng)機水池，加裝閥門DN600mm―個，1風(fēng)機出水原排虹吸溝6閥關(guān)閉，使水排入2機水池，工藝管道安裝考慮出水阻力。
2風(fēng)機出水利用原設(shè)施將部分水量排入虹吸溝，由3閥控制，減少進冷卻塔冷卻的水量，降低2機進水溫度。
增加2風(fēng)機水池溢流管便于水池水位調(diào)整。
改善冷卻塔的散熱效率，對風(fēng)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(fēng)機冷卻水循環(huán)系統(tǒng)串用改造圖（下轉(zhuǎn)第43頁）爐/焦?fàn)t煤氣。鍋爐運行操作崗位合理優(yōu)化運行方式，強化燃燒調(diào)整，使鍋爐蒸汽生產(chǎn)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(chǎn)平衡爐號高爐煤氣/（m3/h）焦?fàn)t煤氣/（m3/h）合計蒸汽供應(yīng)淡季：夏季，總負荷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，實施非常成功。
鍋爐實現(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%，達到了預(yù)期效果。
4經(jīng)濟效益分析對鍋爐高爐、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?fàn)t煤氣放散0.8萬m3. 5結(jié)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(tǒng)運行平穩(wěn)，達到了預(yù)期效果，其社會效益和經(jīng)濟效益非常明顯。
大學(xué)機械制造工藝與設(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）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(shù)據(jù)分析，經(jīng)串用后2汽動風(fēng)機循環(huán)水進水溫度平均下降4C以上；2風(fēng)機真空提高2%，1風(fēng)機真空下降1%（屬于機組正常真空）；在2風(fēng)機冷卻水進水溫度30C時，試驗將2風(fēng)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(jù)2風(fēng)機循環(huán)水水質(zhì)檢測數(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。改造運行后一年，2風(fēng)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(jié)論5.1二臺汽動軸流風(fēng)機冷卻水在2風(fēng)機冷卻水出口溫度<41C條件下可以串用，并且2風(fēng)機冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)不需進行化學(xué)處理，在出口溫度>41C可采用原運行方式，對冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)進行化學(xué)處理。
5.2在2風(fēng)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(fēng)機循環(huán)水泵可由二臺減少至運行一臺。
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