一種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，該裝置由若干片導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板環(huán)繞排列在空冷塔外部，與空冷散熱器等高。該導(dǎo)流板組與空冷塔底部散熱器外緣切線成一定角度A(該角度隨環(huán)境風(fēng)向變化而變化)。當(dāng)環(huán)境風(fēng)吹來，該裝置根據(jù)環(huán)境風(fēng)向調(diào)整角度A，將環(huán)境空氣導(dǎo)流從而形成一個(gè)渦流，使得冷卻空氣在散熱器各個(gè)扇段分布較為均勻，增強(qiáng)冷卻空氣與翅片管的對流。并且，該渦流在一定程度上減弱了橫向穿堂風(fēng)的強(qiáng)度。該空氣導(dǎo)流裝置在整體上減弱了環(huán)境風(fēng)對空冷塔熱力性能的影響，提高了間接空冷機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
【專利說明】
一種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置【
技術(shù)領(lǐng)域
】
[0001]本實(shí)用新型屬于熱能交換和空氣動力領(lǐng)域，涉及一種間接空冷塔，具體是一種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]發(fā)電廠空冷技術(shù)作為當(dāng)前一種有效節(jié)水型火力發(fā)電技術(shù)，在水資源較為匱乏地區(qū)的電力工業(yè)的廣泛應(yīng)用是大勢所趨。展望未來，電廠空冷技術(shù)前景依然看好，它不僅能應(yīng)用于缺水地區(qū)，即便在水源充沛的地區(qū)，從減少水資源消耗、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用的角度來講，也具有非常高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0003]當(dāng)前用于發(fā)電廠的空冷系統(tǒng)主要有三種:直接空冷系統(tǒng)、帶混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)(海勒式)和帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)(哈蒙式)。
[0004]直接空冷系統(tǒng)節(jié)水效果最為顯著，但熱經(jīng)濟(jì)性相對較差，“以煤換水”是其顯著特征，夏季高溫時(shí)段尤為顯著:直接空冷機(jī)組在夏季高溫高背壓下運(yùn)行時(shí)，突來的環(huán)境大風(fēng)足可引起機(jī)組背壓陡增甚至發(fā)生跳機(jī)事故。
[0005]間接空冷系統(tǒng)對夏季熱風(fēng)的防范能力要優(yōu)于直接空冷系統(tǒng)，具有噪音小、受環(huán)境大風(fēng)影響較小等優(yōu)點(diǎn)。圖1為國內(nèi)普遍應(yīng)用的間冷系統(tǒng)流程示意圖(SCAL型)。
[0006]SCAL型間接空冷系統(tǒng)與常規(guī)濕冷系統(tǒng)基本相似，不同之處在于間冷系統(tǒng)采用干式冷卻塔替代自然通風(fēng)冷卻塔，用除鹽水替代循環(huán)水，用密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替替代循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。冷卻水溫度變化時(shí)體積也發(fā)生變化，故需設(shè)置膨脹水箱，水箱頂部與沖氮系統(tǒng)連接，一定壓力的氮?dú)饧瓤梢詫鋮s水體積的變化起補(bǔ)償作用，還可使冷卻水避免與空氣接觸，從而保證冷卻水的水質(zhì)。冷卻塔底部設(shè)有貯水箱和兩臺水栗，可向冷卻塔內(nèi)的空冷散熱器充水?？绽渖崞鞔怪辈贾迷诳绽渌鈬?，散熱器由橢圓形鋼管外繞橢圓形鋼翅片或嵌套矩形鋼翅片的管束組成。橢圓形鋼管及外部翅片均進(jìn)行外表面整體鍍鋅處理。散熱器安裝在干冷塔中，整個(gè)系統(tǒng)采用自然通風(fēng)方式冷卻。
[0007]相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)及性能試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境風(fēng)通過風(fēng)向角的改變影響各個(gè)扇段進(jìn)風(fēng)口的靜壓，從而對間冷系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。進(jìn)風(fēng)口壓力變化使得各個(gè)扇段進(jìn)風(fēng)量不同，對應(yīng)扇段的出水溫度也發(fā)生變化，從而間冷塔的總體出塔水溫和機(jī)組背壓發(fā)生變化。相關(guān)數(shù)值計(jì)算和性能試驗(yàn)結(jié)果表明，出塔水溫最低的扇段總是在迎風(fēng)面扇段，出塔水溫最高的扇段在后側(cè)面扇段。
[0008]環(huán)境風(fēng)速對間冷系統(tǒng)的影響非常明顯，塔內(nèi)溫度場、塔內(nèi)外壓力場隨風(fēng)速變化較大。盡管環(huán)境風(fēng)速增加，迎風(fēng)面扇段的進(jìn)風(fēng)量增大，出水溫度降低，散熱能力增加。但側(cè)面扇段的進(jìn)風(fēng)量減小得更多，且由于環(huán)境風(fēng)速增加間冷塔頂部的出口阻力增加，使得空冷塔的抽吸能力降低。此外，局部穿堂風(fēng)的存在還可能使得塔內(nèi)熱氣流份額減少，空氣密度差減小，相應(yīng)自然對流的推動力減小。因此當(dāng)環(huán)境風(fēng)速增加時(shí)，間冷塔的整體散熱能力降低，機(jī)組背壓增加。尤其是大風(fēng)時(shí)，冷卻塔整體散熱能力迅速相抵，背壓急劇上升，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性?！尽緦?shí)用新型內(nèi)容】】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，該裝置能夠使空冷塔各個(gè)扇面進(jìn)風(fēng)量差異減小，降低出塔水溫，并減小橫向穿堂風(fēng)對空冷塔整體性能的影響。最終在整體上提升間接發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0011]—種用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，包括環(huán)繞排列在空冷塔底部散熱器外緣的若干導(dǎo)流板，導(dǎo)流板沿圓周均勻分布，相鄰兩片導(dǎo)流板之間的間距為5m?10m，每片導(dǎo)流板與空冷塔底部散熱器外緣切線之間的夾角30°?90°，且能夠根據(jù)環(huán)境風(fēng)向的變化進(jìn)行調(diào)整。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
[0013]所述每片導(dǎo)流板均由鋼筋混凝土豎直砌成。
[0014]所述每片導(dǎo)流板的高度與空冷散熱器的高度相同。
[0015]所述導(dǎo)流板與控制器相連，根據(jù)進(jìn)風(fēng)角度調(diào)整導(dǎo)流板與空冷塔底部散熱器外緣切線之間的夾角，使進(jìn)風(fēng)始終與散熱器外緣切線垂直。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流板與空冷塔底部散熱器外緣切線成一定角度，將來流冷卻空氣導(dǎo)流并形成渦流，使得冷卻空氣在空冷塔散熱器各扇段尤其是后側(cè)扇段分布較為均勻，提高冷卻空氣流經(jīng)翅片管的繞流強(qiáng)度，增強(qiáng)流動換熱特性，從而使得各散熱扇段出水溫度差異性減小。并且該渦流的形成在一定程度上減弱了橫向穿堂風(fēng)的強(qiáng)度，減少了因穿堂風(fēng)導(dǎo)致機(jī)組背壓飛升等運(yùn)行事故的可能性。【【附圖說明】】
[0018]圖1為傳統(tǒng)帶表面式凝汽器的空冷系統(tǒng)流程示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中:1為鍋爐；2為過熱器;3為汽輪機(jī);4為表面式凝汽器;5為凝結(jié)水栗;6為凝結(jié)水精處理裝置;7為凝結(jié)水升壓栗;8為低壓加熱器;9為除氧器；10為給水栗；11為高壓加熱器；12為循環(huán)水栗；13為膨脹水箱；14為全鋼制散熱器；15為空冷塔；16為除鐵器；17為發(fā)電機(jī);18為導(dǎo)流板;A為導(dǎo)流板與空冷塔散熱器切線夾角;S為相鄰導(dǎo)流板的間距?！尽揪唧w實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0022]參見圖2,本實(shí)用新型包括環(huán)繞排列在空冷塔15底部散熱器外緣的若干導(dǎo)流板18， 導(dǎo)流板18沿圓周均勻分布，相鄰兩片導(dǎo)流板18之間的間距為S，間距由空冷塔外周長根據(jù)導(dǎo)流板數(shù)目等分(以600麗等級間冷塔為例，間距約在5m?10m之間，最終由數(shù)值模擬和理論分析計(jì)算確定)，每片導(dǎo)流板18與空冷塔15底部散熱器外緣切線之間的夾角為A，A為30°? 90°，且能夠根據(jù)環(huán)境風(fēng)向的變化進(jìn)行調(diào)整。每片導(dǎo)流板18均由鋼筋混凝土豎直砌成。每片導(dǎo)流板18的高度與空冷散熱器的高度相同。環(huán)境風(fēng)向與導(dǎo)流板18和空冷塔15底部散熱器外緣切線之間的夾角的關(guān)系根據(jù)數(shù)值模擬和理論分析計(jì)算確定，并加裝在空氣導(dǎo)流裝置的控制程序中。
[0023]本實(shí)用新型的原理:
[0024]本實(shí)用新型應(yīng)用于間冷塔，由若干片導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板環(huán)繞排列在空冷塔外部， 與空冷散熱器等高。導(dǎo)流板由鋼筋混凝土豎直砌成，具有流線型特點(diǎn)。本實(shí)用新型與空冷塔底部散熱器外緣切線成一定角度A(小于90°，且環(huán)繞空冷塔散熱扇段角度不同)，該角度A隨著環(huán)境風(fēng)向的變化而變化，具有自調(diào)節(jié)特性。夏季高溫時(shí)段，主導(dǎo)環(huán)境風(fēng)以一定角度和一定速度吹向空冷塔散熱器，該空氣導(dǎo)流裝置根據(jù)自帶的優(yōu)化控制程序，調(diào)整導(dǎo)流板與空冷塔底部散熱器外緣切線的角度A，將來流冷卻空氣導(dǎo)流并形成渦流，使得冷卻空氣在空冷塔散熱器各扇段尤其是后側(cè)扇段分布較為均勻，提高冷卻空氣流經(jīng)翅片管的繞流強(qiáng)度，增強(qiáng)流動換熱特性，從而使得各散熱扇段出水溫度差異性減小。并且，該渦流的形成在一定程度上減弱了橫向穿堂風(fēng)的強(qiáng)度，減少了因穿堂風(fēng)導(dǎo)致機(jī)組背壓飛升等運(yùn)行事故的可能性。此外， 該空氣導(dǎo)流裝置還可以提高空冷塔散熱器在冬季極寒大風(fēng)時(shí)期的防凍能力。綜合來講，本空氣導(dǎo)流裝置可以降低冷卻水出塔溫度，提升間接空冷機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性?？蓮V泛地應(yīng)用于現(xiàn)有空冷塔的技術(shù)改造。[〇〇25]設(shè)計(jì)導(dǎo)流板的角度時(shí):
[0026]首先，資料收集:間接空冷機(jī)組所在地的氣象特征與環(huán)境條件，重點(diǎn)是冬、夏季及全年風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì);空冷塔及周邊建筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0027]其次，現(xiàn)場性能試驗(yàn)，進(jìn)行空冷塔性能診斷，確定空冷塔整體性能與設(shè)計(jì)保證值的差距。
[0028]最后，數(shù)值模擬和理論分析計(jì)算相結(jié)合，確定出各個(gè)環(huán)境風(fēng)向?qū)?yīng)的空氣導(dǎo)流裝置最優(yōu)導(dǎo)流板角度和間距，并加裝在空氣導(dǎo)流裝置的控制程序中，實(shí)現(xiàn)空氣導(dǎo)流裝置根據(jù)環(huán)境風(fēng)向的自調(diào)節(jié)特性。[〇〇29]應(yīng)用效果:
[0030]600MW間接空冷機(jī)組，夏季滿負(fù)荷工況下，應(yīng)用該空氣導(dǎo)流裝置，循環(huán)冷卻水出塔溫度可降低約0.3 °C。
[0031]以上內(nèi)容僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，包括環(huán)繞排列在空冷塔 (15)底部散熱器外緣的若干導(dǎo)流板(18)，導(dǎo)流板(18)沿圓周均勻分布，相鄰兩片導(dǎo)流板 (18)之間的間距為5m?10m，每片導(dǎo)流板(18)與空冷塔(15)底部散熱器外緣切線之間的夾 角30°?90°，且能夠根據(jù)環(huán)境風(fēng)向的變化進(jìn)行調(diào)整。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述 每片導(dǎo)流板(18)均由鋼筋混凝土豎直砌成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于， 所述每片導(dǎo)流板(18)的高度與空冷散熱器的高度相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于間接空冷機(jī)組空冷塔的空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述 導(dǎo)流板(18)與控制器相連，根據(jù)進(jìn)風(fēng)角度調(diào)整導(dǎo)流板(18)與空冷塔(15)底部散熱器外緣切 線之間的夾角，使進(jìn)風(fēng)始終與散熱器外緣切線垂直。
【文檔編號】F28F9/22GK205642115SQ201620341807
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】呂凱, 楊壽敏, 陳勝利, 萬超, 荊濤
【申請人】華能國際電力股份有限公司, 西安熱工研究院有限公司