蒸发式冷凝器用于火电厂冷却系统的可行性分析(2)

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蒸发式冷凝器的结构如图1所示。主要有换热器、水循环系统及风机3部分组成,在箱体内装有蛇形冷却管,管组上面为喷水装置。制冷剂蒸汽从蛇形冷却管上面进入管内,冷凝液体则经集液管流入储液器(在火电厂中冷凝液将流入热井),制冷剂放出的热量使喷淋水蒸发。空气在风机作用下从箱体下部进入,上部排出,当空气的温度低于水温时风机还可以起到一定的冷却作用。冷却水用循环水泵压送到蛇形冷却管的上方,经喷嘴喷淋后,沿蛇形冷却管的表面成膜层下流。水受热后一部分变成蒸汽由空气带走,未蒸发的喷淋水落入下面的水池中,经水泵再送至喷嘴循环使用。水池中有浮球阀调节补充水量,使之保持一定的水位。

本文以在乌鲁木齐地区建立的电厂的朗肯循环为例,阐述改用蒸发式冷凝器后的优点。机组的容量为12MW,水蒸汽的初参数为P1=3.5

[5]

MPa,t1=435℃。

当采用水冷却方式时,冷凝温度t2=45.8℃,相应的冷凝压力P2=0.01MPa。

当采用蒸发式冷凝器冷却时,工质的冷凝温度直接与环境的气象参数有关,根据热湿交换完善程度,冷凝温度一般比空气的湿球温度高5～

[6]

10℃。乌鲁木齐地区的夏季室外计算湿球温度为18.5℃,为23.28.,温度t2′=,004MPa。

1,其中的对比结果是蒸发式冷凝器系统相对于水冷却系统而言。从表中可以看出,在电厂的冷却系统中,相对于空冷系统及水冷系统,采用蒸发式冷凝器具有如下优点:

表1两种冷却系统重要指标对比

参

量

水冷却蒸发式冷凝系统1

3114

器系统2

3187

比较1/2结果

工质在锅炉内吸热

-1

量q1/kJ kg

0.98吸热大对外作功大对外放热少需要外功少净功高效率高汽耗率少

汽轮机中工质对外做功WT/kJ kg

-1

109512040.91

冷凝器中工质对外放热q2/kJ kg

-

1

202319851.02

图1蒸发式冷凝器结构示意图

1-风机;2-挡水板;3-喷嘴;4-蛇形冷却管;

5-浮球阀;6-

水泵

水泵内工质接受的外功Wp/kJ kg

-1

410910.35

-1

212020.383

20.918.61.1

-1循环净功W/kJ kg

蒸发式冷凝器的传热、传质过程由两步组成:

(1)制冷剂蒸汽在管内凝结时放出的热量通过

循环热效率η/%汽耗率d/kg (kW h)

3.3

管壁及污垢传给管外的水膜,传热的驱动力来自

于制冷剂和水膜的温差。

(2)热量再通过水膜与空气的热质交换传给空

(1)节约能量。蒸发式冷凝器同带冷却水塔的

水冷式冷却系统相比,它的热量直接传到周围空气中去。因为只有一次传热,所以采用蒸发式冷凝器的冷凝温度较低。冷凝温度的降低,导致蒸汽冷凝压力降低和汽轮机的排气压力降低,这样机组的能耗降低、性能提高,整个火电厂的热经济性可提高。

气,传热的驱动力取决于两者的焓差。

蒸发式冷凝器与水冷却系统的热力性能比较

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