汽轮机冷端优化节能项目

1. 技术汇报 汽轮机冷端优化节能项目

2. 冷端系统优化节能的意义 长期以来电厂节能比较重视汽轮机本体，不太重视冷端系统 冷端系统对机组的经济运行有重要影响 通过对已投运机组的冷端系统运行情况调研表明：多数机组的凝汽器压力高出设计值1kPa以上，部分机组甚至高出2.5kPa以上，能源浪费和经济损失惊人 冷端系统的优化节能改造将成为十二五期间火电行业节能减排的重要途径之一

3. 汽轮机冷端系统 冷端系统由汽轮机低压缸的末级组、 凝汽器、冷却塔、循环水泵、循环供水系统、空气抽出系统等组成

4. 冷端系统的作用 在汽轮机排汽口形成和维持有利真空。

5. 冷端系统优化节能的基本思路

6. 凝汽器压力公式 • δt=tk - t1 -Δt （1） • tk=t1 +δt+Δt • PK=ψ(t1 ,Δt,δt) (2) • tk=ts+tfg+δt+Δt ( 3 )

7. 凝汽器压力公式 • tk=ts+tfg+δt+Δt ( 3 ) • tk——凝汽器中蒸汽温度 • ts——环境湿球温度 • tfg——冷却塔的冷却幅高 3-5 • tfg=t1-ts • δt--凝汽器端差凝汽器压力下的饱和水温度与凝汽器循环冷却水出口温度之差称为端差。　　　 • Δt =t2 - t1 循环水出水温升， • t2 --循环水出水温度 • t1 循环水出水温度 • δt=tk - t1 -Δt

8. 凝汽器性能影响因素

9. 凝汽器性能影响因素 • 影响凝汽器性能的6种因素： • 冷却水进口温度 • 冷却水流量 • 凝汽器热负荷 • 冷却管脏污 • 漏入空气 • 凝汽器冷却面积和内部结构。 • 凝汽器热负荷、冷管脏污、漏入空气、凝汽器内部结构的合理性是影响凝汽器运行性能的关键因素。

10. 冷端优化节能的基本流程 • 性能诊断 • 项目勘察及历史运行数据分析 • 冷端系统性能试验 • 优化节能解决方案确定 • 优化节能项目实施 • 项目运行及能效评估

11. 冷端性能诊断的内容

12. 凝汽器全面清洗装置介绍 • 1.传统胶球清洗系统的缺点 • 2.凝汽器全面清洗装置的优点

13. 传统胶球清洗系统图

14. 传统胶球系统存在的缺陷 • 传统胶球装置的主要缺陷：胶球数量少，覆盖严重不均，无法对凝汽器所有冷却管进行全面清洗

15. 凝汽器全面清洗装置的特点： • 凝汽器全面清洗装置的特点： • 能实现凝汽器全天候间歇自动清洗 • 能实现凝汽器l冷却管100%高密度发球 • 能实现凝汽器冷却管全覆盖，绝大多数冷却管得到清洗 • 能实现凝汽器清洁系数0.85以上 • 能实现凝汽器停机后彻底免除人工清洗

16. 凝汽器全面清洗装置的特点： • 单次发球数大于凝汽器铜管数，可实现全面清洗

17. 凝汽器胶球全面清洗装置的特点

18. 全面胶球清洗装置能达到的效果 • 全自动正常运行，凝汽器的清洁系数长期保持在0.85以上； • 长期保持凝汽器所有冷却管清洁，彻底免除凝汽器停机人工清洗和酸洗； • 显著降低凝汽器端差；提升并保持真空； • 可使凝汽器真空提高0.5-1KP及以上。

19. 凝汽器节能效益计算 • 凝汽器真空度的下降对汽轮机的汽耗有着重要的影响： • 1.当机组汽耗量不变时，真空恶化1％（大约1kPa），将引起汽轮机的功率（汽轮机出力）降低约为额定容量的1.0~1.2％。 • 2.当汽轮机的负荷不变时，真空恶化1％（大约1kPa），会使发电厂的燃煤消耗量增加大约为1.2~1.8％（大约增加标准煤耗1-4 g/kwh）。

20. 电厂冷却塔节能改造介绍 1.冷却塔的正常工作的重要性2.冷却塔的冷却机理3.现有冷却塔普遍存在的缺陷4.影响冷却塔冷却能力的三个因素5.双曲线冷却塔节能改造技术思路6.一种改进的冷却塔喷头简介7.获国家专利技术的最新喷头简介8.项目实设施安全措施9.冷却塔节能改造经济效益

21. 冷却塔正常工作的重要性 火力发电厂的冷端系统包括凝汽器、真空泵、冷却塔、循环水泵及其供水管路。其作用是向凝汽器提供所需温度及流量的循环冷却水用以冷却主系统中做完功的乏汽，吸收乏汽的汽化潜热使其变成凝结水，从而完成循环；另一方面，也对凝汽器真空的形成与保持提供保证。其中，冷却塔工作性能的优劣，决定了进入凝汽器循环水进水温度的高低，它对机组，及至整个电厂安全经济运行有至关重要的影响。

22. 现有冷却塔普遍存在的缺陷 一 由于现有的冷却塔采用的是传统的填料式结构，冷却元件是薄膜式填料，从而存在诸多缺陷： （1）填料容易老化、变形及堵塞而产生的死区、沟流等导致冷却温度分布不均匀现象，这些都严重影响了塔的效果和寿命。同时，填料塔冬季容易结冰、拉伤、损坏填料和塔体，大大降低了填料的使用寿命和对塔体造成伤害。 　 （2）填料是菌、藻类滋生的温床，其尸体会沉积在填料表面，造成堵塞，从而形成沟流和束流的不利于热交换的因素；另外还会形成淤泥堆积在换热器表面，从而降低换热系数，降低了系统效率，影响生产。

23. 现有冷却塔普遍存在的缺陷 二 （3）填料塔的填料一般使用寿命为4－5年，填料塔的维护、维修、清洗和更换十分烦琐及困难，浪费了大量的资金和人力资源。新建或更换填料时，安装造成的填料破损率为8%以上，且破损的填料进入系统后，会堵塞在换热器，引起系统停产检修，尤其是对连续生产的企业，损失巨大。 （4）填料塔经长期运行产生的碎片和菌藻类尸体进入换热器，堵塞、结垢现象严重，清洗、维护十分困难。如长期大量外排热水和补充新鲜冷却水，必将造成冷却水浓缩倍数加大，钙、镁离子和其他杂质含量大量增加，在流失药剂的同时，使填料结垢和堵塞更为严重。

24. 冷却塔的冷却机理 • 冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气间进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。冷却塔中水和空气的热交换方式主要有蒸发散热和接触散热，也就是所谓的传质和传热。 • 冷却塔最主要的问题就是如何解决好系统的配风和配水，使其做到配风和配水均匀，且达到最大化，从而使整个塔能经济运行。

25. 现有冷却塔普遍存在的缺陷 三 （5）由于填料特性的要求，淋水密度不宜太大，一般采用12－15t/（m2·h）,如果淋水密度太大，尤其是使用薄膜式填料时，会引起阻塞现象，气流阻力急剧增加，系统风量迅速减小，从而达不到要求所需的冷却水温降。

26. 影响冷却塔冷却能力的三个因素 1、冷空气量与冷却水量的比值（气水比λ） 式中：r —— 湿空气容重 G —— 冷却塔风量 Q —— 循环冷却水量 λ与进入冷却塔的风量和循环冷却水量有关，风量越大，循环冷却水量越小，气水比越大。气水比越大，冷却塔的冷却效果越好。

27. 影响冷却塔冷却能力的三个因素 2、冷却介质（冷空气）和被冷却介质（水）接触的比表面积： 　　　正如前面所述，冷却塔的冷却机理是通过冷却水在填料表面成水膜后，由于水膜表面的水蒸气压力大于流经填料表明的湿空气的水蒸气分压，而使水膜的水分子脱离水膜进入湿空气而蒸发，蒸发过程需要吸热，从而使冷却水冷却。在这种情况下，冷却水在填料表面形成水膜的面积越大,即比表面积越大，则冷却水蒸发速度和蒸发量越大，因而传热量也越大，亦即冷却水的温将也越大，因此冷却效果也越好。基于这个原因，冷却水在填料表面形成的水膜面积——比表面对于冷却塔的冷却效果有着重要影响，要增加冷却塔的冷却能力，在相同工况下，必须增加

28. 影响冷却塔冷却能力的三个因素 3、冷却时间（空气和水的接触时间） 　　空气与冷却水接触时间也是影响冷却塔冷却效果的一个重要因素，接触时间越长，冷却效果越好。

29. 双曲线冷却塔节能改造技术思路 • 1、将喷淋系统的喷淋头改为高效低压雾化喷嘴，同时，将雾化喷嘴下移，反向上喷。 • 　　　在这种情况下，在填料的顶端和布水管之间形成一个有效的冷却层，增强了冷却塔的冷却效果： • 　　　冷却水在较低的压力（雾化装置工作压力仅为0.03Mpa）经雾化喷嘴喷出雾化后，将水喷射成0.5~1mm微小雾滴，比喷淋系统形成的水柱比表面积大大增加； • 　　　喷出雾化的冷却水首先上升，然后速度为零后反向向下，使水的雾粒在塔内有顺流和逆流两个过程，部分雾粒在塔内喷雾段上部呈悬浮状态，因此水在塔内的停留时间大大延长，充分保证了冷空气和水的热交换时间。在增大比表面积的同时，也延长了冷却水微小雾滴与空气的接触时间；

30. 双曲线冷却塔节能改造技术思路 • 经雾化后上升下降的水滴能均匀地洒落在填料上，有利于快速均匀地在填料表明形成水膜，改善了填料的冷却效果，避免了喷淋水柱中空现象存在而导致的填料布水不均匀的缺陷。 • 冷却塔喷淋系统改造为雾化系统，在冷却水进入填料冷却之前增加一个有效的冷却段，而且雾化冷却有利于冷却水的蒸发，将大大增强冷却塔的冷却效果。

31. 双曲线冷却塔节能改造技术思路 2、部分或者全部去除填料，将雾化系统进一步下移填料底部，使填料形成水膜改为雾化水滴，在大大增强比表面积、延长冷却水滴与空气接触时间的同时，由于填料减少或者去除，风阻显著降低而使风量大增，增大了气水比，从而使冷却塔的冷却效率提高。填料去除之后，还可以免除填料老化造成碎片堵塞凝汽器冷却管的问题，而且还可以免除填料更换的费用。 3、冷却塔节能改造技术的两个方案可以一步到位或者分步实施，前实施喷淋系统该雾化系统，然后取出一层填料，将布水雾化系统进一步下移，检验冷却塔的冷却效果，直至最终完全去除填料，彻底改为无填料喷雾冷却塔。

32. 一种改进的冷却塔内喷头专利简介 • 背景技术 • 冷却塔循环水冷却系统（以下简称冷却塔）是火力发电厂冷端最重要的辅助设备，全国五大电力集团所属的电厂有354家，四大发电企业所属电厂有84家，地方电厂121家，垃圾发电厂69家，水泥余热发电厂867家，其中近半数在使用冷却塔循环水冷却系统. • 有研究表明，冷却塔出塔水温每升高1℃，可影响300MW机组真空度近400Pa，从而影响火电厂煤耗最小0.856 g/KW.h。

33. 传统喷溅喷嘴示意图一

34. 电厂冷却塔常用的反射型喷头实物图

35. 改进后的喷嘴 • 中国实用新型专利CN201020608218.2这公开了一种这样的强化了喷嘴雾化能力的螺旋喷嘴，如附图2所示，这种螺旋喷嘴包括位于进水端口的联接部（101）和用于喷射的喷口，所述喷口为内、外表面呈锥形螺旋体钻头状结构，这种喷嘴本质上为一种锥形螺旋喷嘴（3），在应用中这种锥形螺旋喷嘴（3）存在一些问题，一是各电厂的运行环境均不太一样，进入冷却塔的需冷却的水的压力有一定的差异性，另外就是冷却塔的规格型号和尺寸大小上亦存在差异，尽管锥形螺旋喷嘴（3）可以制成各种规格，但规格毕竟有限，这些有限的规格难以满足现场千差万别的差异情况，从而导致适配了前述锥形螺旋喷嘴（3）的冷却塔难以在最佳的工作状态下工作，显然现有技术有进一步改进的必要。

36. 改进后的喷嘴示意图一

37. 改进后的喷嘴实物图

38. 最新专利冷却塔喷头简介 • 本实用新型的这种改进的冷却塔塔内喷头，将喷出口开设在空心管状体的管壁上，同时在空心管状体中设置了一调压装置，通过调压装置的调整，这样塔内喷头只需要有几种规格，就能满足各种不同的现场情况，并使冷却塔工作在最佳的工作状态下，显然本实用新型的目的得以实现。 • 大多数情况下可在运行工况下进行检修或改造安装。同时，当喷头体内被较大的杂物堵塞时，只要旋下调压柱水流即可将杂物冲走，再旋上调压柱即可恢复到正常的工作状态。

39. 最新专利冷却塔喷头简介 • 专利喷头特有的调节功能，能有效地实现冷却塔喷头进水压头及流量不变的情况下，将水调节雾化至该进水工况下的最佳状况。 • 改造专利喷头后的冷却塔，极大限度地增加了水与空气的换热面积。可下降出塔水温1-3C°

40. 冷却塔出塔水温每升高1C°对发电机组经济性的影响冷却塔出塔水温每升高1C°对发电机组经济性的影响 • 东北电科院分析了冷却塔的节能潜力，指出了冷却塔出塔水温每升高1℃对发电机组经济性的影响，如表1所示： 200MW 煤耗率增加1.30（g/kW·h） 300MW 煤耗率增加1.08（g/kW·h） 600MW亚临界 煤耗率增加1.10（g/kW·h） 600MW 超临界 煤耗率增加0.80（g/kW·h）

41. 保证机组运行安全的措施 1.在冷却塔出塔口处加装6*6mm不锈钢滤网，防止冷却塔内杂物流入循环水泵入口而进入凝汽器冷却管。 2.在冷却塔竖井顶部启闭机分水口处加装6*6mm不锈钢滤网，有效拦截进塔循环水内杂物，确保喷头不被杂物堵塞。 3.为防止喷头结垢及淤泥堵塞影响发电机组安全，可在冷却塔竖井顶部启闭机分水口6*6mm不锈钢滤网上方设报警装置，当杂物堵塞滤网或喷头时，水位上涨自动满过不锈钢滤网上线，报警系统工作，通知检修清理滤网、喷头，检修不需要停机，可在运行状态下工作。

42. 冷却塔改造后的经济效益 收益：(保守计算） • 按每个塔改造后降低出塔水温2℃计算，相当于降低发电煤耗1.6g/(kW·h) ; 300MW机组年发电按16.5亿度电，则每年可节省标准煤2640吨, 减少碳排放量6864吨,若标煤单价按800元/吨计,则年收益约211万元。 • 600MW机组按年发电33亿度电，每年可节省标准煤5280吨, 减少碳排放量13728吨,年收益约422万元。

43. 敬 请 指 正 谢 谢 联系人 陈国安 联系电话：15013821790