大型电站直接空冷系统设计优化

摘要

电力行业是国民经济的基础行业。到2010年，全国发电设备安装容量将达到5.2亿KW。其中火力发电机组约为4.16亿KW。随着发电机组单机容量不断增加，其所需求的冷却水量增加，因此，火力发电厂的冷却方式也就经历了三个应用阶段：直流冷却，循环水冷却，空气冷却。大力发展电站空冷技术对减少北煤南运，南水北调，实现西电东送有重要的意义。
　　本文论述了国内外最新空冷技术发展情况及电站空冷系统的几种结构形式及特点。通过对国外引进的直接空冷系统的结构分析，阐明了直接空冷系统的基本原理，同时，对直接空冷系统设计中需要注意的几个关键问题，包括大风影响，热风再循环，冬季冰冻影响，数模研究辅助设计及噪音控制等因素进行了阐述。以我国大型电厂（300M/600MW）直接空冷系统为例，采用平均温差和传热单元数法进行空冷凝汽器传热设计计算，换热单元管束进行了设计计算及压力校核，给出了空冷凝汽器最佳布置方案。在ITD值（汽轮机背压对应的温度与环境温度的差值）及轴流风机直径一定的条件下，以影响空冷凝汽器换热面积和噪声的轴流风机迎面风速为变量，实验比较了不同迎面风速的年固定费用。在满足厂界噪声要求和场地布置要求的情况下进行优化，实现了总费用最小。
　　通过本文研究，在对技术引进和消化吸收的基础上，结合依托工程，通过对直接空冷机组空冷系统关键技术的攻关，使直接空冷系统的研制逐步达到国际同类产品水平，重点研制300MW、600MW直接空冷机组及空冷设备。应用本文提出的基本原理，基本算法，包括设计及优化公式，能使直接空冷凝汽器系统的设计经济合理。

目录

大型电站直接空冷系统设计优化

DESIGN AND OPTIMAZATION OF AIR COOLED CONDENSER SYSTEM FOR LARGE SCALE POWER PLANTS

摘要

Abstract

绪论

1.1 课题的目的及意义

1.2 电站空冷系统的发展现状及特点

1.3 国内外的直接空冷技术发展现状

1.3.1 直接空冷系统概述

1.3.2 国外多排管直接空冷

1.3.3 国外双排管直接空冷

1.3.4 国外单排管直接空冷

1.3.5 目前国内直接空冷技术的研究情况

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 直接空冷系统的基本原理与结构特点

2.1 空冷器的基本原理

2.1.1 空冷凝汽器的传热原理

2.1.2 直接空冷系统的工艺流程

2.2 引进国外直接空冷系统结构分析

2.2.1 排汽管道系统

2.2.2 冷凝冷却系统及支撑钢结构

2.2.3 空气动力系统

2.2.4 抽真空系统

2.2.5 凝结水及补水系统

2.2.6 清洗系统

2.2.7 疏水系统

2.2.8 仪表及控制系统

2.3 本章小结

第3章 直接空冷凝汽器系统的设计

3.1 影响直接空冷系统设计的几个因素

3.1.1 大风的影响

3.1.2 热风再循环

3.1.3 平台高度

3.1.4 数模分析

3.1.5 冬季防冻

3.1.6 噪音

3.2 管束散热面积计算方程

3.2.1 传热方程式

3.2.2 热平衡方程式

3.2.3 平均温差方程式

3.2.4 传热有效度

3.2.5 传热单元数

3.3 空冷凝汽器散热面积计算

3.3.1 设计计算

3.3.2 校核计算

3.4 空冷凝汽器的实例设计

3.4.1 设计条件

3.4.2 设计内容

3.4.3 2X300MW机组直接空冷凝汽器计算实例

3.5 本章小结

第4章 直接空冷凝汽器系统优化设计

4.1 直接空冷凝汽器系统优化目的及优化方式

4.1.1 优化计算方法

4.1.2 优化设计内容

4.1.3 优化计算原则

4.1.4 多组技术方案及其计算

4.2 2X300MW直接空冷机组的设计优化实例

4.2.1 概述

4.2.2 设计参数

4.2.3 空冷凝汽器优化

4.3 空冷凝汽器方案确定

4.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢

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