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循环水和闭式冷却水系统

热泵循环水系统作用:

为机组提供冷却水源。电厂发电生产过程中产生的废热,也就是低压缸排汽,要用冷却水来带走。从江、河、湖、海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水,冷却汽轮机进入凝汽器乏汽吸取废热使水温升高,再排入江、河、湖、海,这种冷却方式称为直流冷却。当不具备直流冷却条件时,则需要用冷却塔来冷却。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散入大气。

循环水和闭式冷却水系统

循环冷却水系统分类:

循环水和闭式冷却水系统

直流式冷却水系统:

在直流式冷却水系统中冷却水只通过设备一次,用过后直接排走,该系统用水量大。

一般在水源充足及水一次通过不易引起结垢的地方采用。该系统不需要冷却塔处理,故投资少,操作简单,但是占据了大量水资源,不符合经济可持续发展战略的要求。

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密闭循环式冷却水系统:

封闭式循环冷却水系统是指冷却水在一个完全密闭的系统中不断地循环运行。在此系统中,冷却水在凝汽器中获得的热量通过一个面式冷却器散发至大气中(称“干式冷却”或“空气冷却”),随后又重复使用。

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特点:冷却水不与空气接触,不受阳光照射,进行密闭循环,基本上不需补充水。此系统中,常采用加有缓蚀剂的除盐水作为冷却介质。

敞开循环式冷却水系统:

在敞开式循环冷却水系统中,循环冷却水在凝汽器中获得的热量,直接在冷却塔或其它设备散发至大气中,失去热后再回至热交换器,重复其传递热量的过程。在水源水量比较紧张和天然水污染日趋严重的今日,此种系统应用最广。

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在敞开循环冷却水系统中,水不断蒸发而损失,因而水中各种物质不断浓缩,水质随着浓缩倍数的增加而变差,导致系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖。为防止水质恶化,必须排放一部分浓缩了的水,补充一部分新鲜水。

空冷式冷却系统:

直接空冷系统,又称为空气冷却系统,它是一种以节水为目的的火电厂冷却技术,是一种以空气取代水为冷却介质的冷却方式。

汽轮机的排汽直接进入空冷凝汽器用空气来冷凝,空气与蒸汽进行热交换,所需的冷却空气通常由机械通风方式供应,其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。

采用空冷系统的汽轮发电机组简称空冷机组。

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什么是虹吸?

虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的液面相平,水就会停止流动。

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虹吸条件:

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虹吸作用:保证凝汽器出口在任何工况下均不出现水柱分离现象。

降低开式循环水系统的几何供水高程,减小循泵功率。使凝汽器水室处于负压状态仍然流动,这样相当于降低了的几何供水高程,从而使循环水泵扬程降低,节约电耗。如不设虹吸井,使凝汽器水室水压要大于零才能使系统中循环水流动。

凝汽器的位置比较特殊,在系统发生水力过渡过程时,其出口位置容易出现较为低的负压水锤,此时虹吸井将提供一定水位和水量,使凝汽器排水管产生倒虹吸作用。

这有效的减缓了凝汽器出口压强的下降幅度,防止因水锤作用出现过大的负压,进而避免发生水柱分离。

什么是水锤?

水锤效应是一种形象的说法,它是指给水泵在启动和停止时,水流冲击管道,产生一种严重水击,由于在水管内部,管壁是光滑的,水流动自如,当打开的阀门突然关闭或泵突然停止,水流对阀门及管壁,主要是阀门或泵产生一个破坏性的压力。

由于流体具有动能和一定程度的压缩性,加上管壁光滑,后续的水流在惯性的作用下水力迅速达到最大,因此极短的时间内,流量的巨大变化将引起对管道的冲击。压力冲击将使管壁受力而产生噪音,犹如锤子敲击管道一样,称之为水锤效应。

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由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍。这种大幅度压强波动,对管道系统有很大的破坏作用。为防止水锤需正确设计管道系统,防止流速过高,一般设计管子流速应小于3m/s,并需控制阀开闭速度。

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在循环水系统正常启动、停泵或事故断电停泵时,如果水泵出口阀门不能及时关闭或关闭太慢,会产生很大的水锤。循环水系统水锤分为启动水锤、关闭水锤和事故停泵水锤。一般情况下,启动水锤不大,只有在空管情况下,当管中的空气不能及时的排出而被压缩时才会加剧水流压力的变化。

关闭水锤在正常操作时不会引起过大的水锤压力。而由于突然停电或误操作造成的事故所产生的停泵水锤往往数值比较大,一般可以达到正常压力的1.5~4倍或更大,破坏性强,将直接导致机组停机,危及设备和人身安全。

有些电厂在调试中在管线的驼峰点(如凝汽器出口)发生了压力极高的“水柱分离—弥合水锤”,导致管道的破裂。机组停机,对电厂造成很大的经济损失,这说明了对循环水系统的水锤进行研究有其实用意义。

防治水锤的措施:

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