空冷岛喷淋

一、产品概述

现有空冷机组运行效果表明，直接空冷机组比水冷凝器发电机组节水65％甚至

更多。经过几十年的运行实践，证明空冷机组还是比较可靠的。但不排除空冷系统在运行中存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。夏季环境气温比较高时，空冷机组会出现真空降低，机组发电效率降低，甚至迫使整个机组降负荷运行。针对此问题，有必要对空冷机组进行改造，加装喷雾降温系统，在夏季对空冷岛进行喷淋降温，提高热交换效率，达到降低机组背压，使之满负荷工作，平安度过高负荷的夏季。

空冷岛喷淋冷却（尖峰冷却）系统主要包括：集控室远程控制终端、现场控制器、管道和水泵、阀体、传感器、雾化喷嘴。该系统工作原理为：将雾化喷嘴合理布置在空冷岛风机和散热翅片之间，喷嘴喷出的雾化水与空气充分接触组合成气水混合物，降低周围局部空间的环境温度和湿度，再由散热风机将加湿降温后的气水混合物带到并附着在散热器管束表面，通过附着水雾的迅速蒸发带走散热器表面的热量，从而快速降低空气温度和管束表面温度。

本系统能够弥补空气环境温度升高对管束散散热的影响，避免了风向、风速变化后，在散热器入口处形成的热风回流现象，有效改善了机组散热器的换热效率，降低了炎热夏季高温对直接空冷机组散热器性能的影响，提高发电企业的生产能力。该系统具有结构简单，维护、使用方便，降温性能稳定的优点，在有效保证机组正常稳定运行的情况下，降低了煤耗、提高了经济效益。另外还能在气候风向突变情况发生时稳定机组背压的作用。

二、系统技术特点

Ø空冷岛自动喷淋降温系统专利号：201220601482.2 012-11-15；Ø关键部件全部采用进口产品；

Ø采用间接喷雾冷却降温方式，极大地降低了除盐水的浪费率，喷射出去雾化后的除盐水高达98%都能到达空冷管束表面参与热交换，在系统工作时，空冷岛下方能保持相对干燥，对空冷岛下方主要设备没有任何影响，无需对相关设备作防淋处理；

Ø降低了除盐水使用量，使得同样多的除盐水同时喷淋的A型塔列数成倍增加，显著提高冷却降温效率；

Ø配置多种传感器：在喷淋水泵出口处设置流量传感器和压力传感器，实现对系统工作全方位监控和保护，达到全自动智能化控制要求；

Ø向空气中喷射完全雾化的水汽，通过风机送至空冷管束，快速吸收空冷管束表面的热量并向空气中散发，达到快速间接喷淋降温效果；

Ø系统采用现场可编程（可设置）循环喷淋方式与系统全自动控制喷淋降温方案相结合，降低了电厂除盐水的处理要求，提高了系统工作的灵活性。

三、系统构成

整个方案总体上由水泵装置、管路、喷淋装置、控制系统四个部分组成。

管路有以下部件：不锈钢进水阀门（手动），不锈钢DN125进水管道，高压水泵，不锈钢DN80出水管道，不锈钢出水阀门，不锈钢排水阀门，不锈钢电动流量调节阀，压力变送器，流量计，不锈钢DN80上水管道，不锈钢三通（DN80-DN40），不锈钢DN40电动阀门，不锈钢DN40横向水管，不锈钢DN25喷水水管。

喷淋装置主要是特型不锈钢喷嘴及其安装基座。

控制系统主要：高压水泵控制柜、PLC程控箱、集控室DCS远程控制终端。

3.1、系统电气图

集控室工作人员通过对组态软件的操作，通过现场CAN总线（原自动冲洗网络）操控安装在现场的尖峰冷却PLC程控箱，PLC程控箱通过驱动模块来控制高压水泵和电动阀工作，完成系统主要功能。

为了保护高压泵的工作以及对整个管网的工作情况进行监控，在管网上安装流量传感器和压力传感器。控制器采集流量传感器和压力传感器信号适时改变喷淋通道的数量，如果发生异常状况时，发出报警，严重时停止系统的工作。流量传感器和压力传感器的安装位置可以选择在上水管末端（必要时，还可以在每一个电动阀出口处独立安装一台压力传感器）。除了实现监控功能之外，控制器通过采集传感器信号，还能够对A型塔喷淋工作数实现自动调节，即通过压力流量监测适时增加或减少喷淋通道数。系统电气拓扑图如下图：

图1、系统电气图

系统除主要功能外，还要有故障报警功能，通过故障代码识别设备故障类型等功能。系统可选配现场视频监控系统，确保整体系统的运行透明度和安全性。

系统可以设置一台环境温湿度变送器检测单元，用于检测喷淋系统的工作必需条件。如果检测到的环境湿度超过设定值，则不允许启动喷淋系统；如果环境温度太低，也没有必要启动喷淋系统。对于环境温度和湿度的设定阈值，均可以在上位机当中进行设定，满足根据实际使用进行调节调整的要求。

3.2、系统结构图

根据不同电厂空冷岛工程状况，基于喷淋冷却降温效果及除盐水的处理能力考虑，本着节约用水的原则，我院提出一个较为折中的设计方案，即：一个风机布置6个喷嘴，允许多个A型塔同时喷淋。系统图如下图2所示。

从储水罐送出的除盐水经过手动阀门和流量计，进入到喷淋系统中。

每一台机组配置一套独立的喷淋系统，系统包括控制器、高压水泵、手动阀门、流量调节阀、压力变送器和流量变送器以及相应的管道、喷嘴等组成。

每套装置均有一台PLC程控箱。PLC程控箱作为核心，实现对各个阀门的组合电动控制和调节，实现对不同喷淋数量散热器列的自动控制，如控制散热器列的分支管道的打开与关闭，使之适应不同喷淋数量的需要。对高压泵的控制包括启动与停止控制、故障检测等。同时，在主管道上安装相应的压力变送器和流量变送器，用于实现对管道的工作状态检测。压力变送器和流量变送器带有就地显示仪表盘，便于巡检和维护。主管道上的流量计与安装在储水罐输出端的另外一台流量计一起，对整个系统的供水能力进行监测，实现喷淋数量的自动调节（在自动模式下）。

控制器与泵的控制柜一同安装在位于空冷岛平台下方的主控室内。在主控室内可以通过控制器实现对喷淋系统的操作。

图2、系统结构图

3.3、安装布置平面图

图3、水泵和管道布置平面示意图

系统各管道及主要设备布置位置如上图所示，方案效果如下图所示。在每个风机上布置6个特型喷嘴，分成两列，每列各三个，增大了除盐水雾化面积。