火力發電廠汽輪機熱管式冷油器的研製與應用

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摘要:針對汽輪機列管式冷油器存在的問題,開發研製了熱管式冷油器併成功應用,不但解決了油汙染的問題,而且冷卻效率高、節水,便於維護檢修。
關鍵詞:列管式冷油器  熱管式冷油器
        0 引言
        在火力發電廠中,由於汽輪機轉速高達3000r|min,所以其軸瓦的冷卻很重要。要保證汽輪機軸瓦在規定的溫度下連續安全執行,必須對冷卻軸瓦的透平油進行冷卻。常規的冷卻方式是通過列管式冷油器實現的。
        1 列管式冷油器的結構及存在的問題
        1.1 結構 列管式冷油器主要由外殼、水室和芯子組成。由很多鋼管和多層隔板組成的芯子裝在圓形殼體內,鋼管的兩端均脹結在鋼板上。水從水室進入管內,油進入殼體在管束外流動。管外流動的透平油和管內流動的迴圈水通過鋼管壁進行換熱,從而達到用水冷卻透平油的目的。
        1.2 存在的問題 由於結構上的原因加之存在腐蝕問題,這類冷油器在執行中容易發生透平油漏入冷卻水中汙染冷卻水的問題。冷卻水受到油汙染的後果是十分嚴重的,也是環境保護法所不允許的,受到的經濟處罰很嚴厲。冷卻油一般使用未經處理的河水直接通入鋼管內,執行溫度經常在40至50℃,因此鋼管內表面不可避免地結垢,影響傳熱;並且冷卻水中的泥沙和微生物容易造成鋼管堵塞,需要定期人工捅刷清洗,維護工作量很大。一旦結垢或堵塞,將達不到透平油的冷卻效果,嚴重時會限制機組的發電出力,造成較大的經濟損失。
        2 熱管式冷油器的工作原理和結構
        熱管技術是一門新技術,主要用於提高傳熱效率,在電站鍋爐的空氣預熱器中已廣泛使用。為進一步拓寬熱管技術的應用領域和解決火力發電廠汽輪機透平油冷卻器存在的問題,研究開發了用於冷卻汽輪機透平油的熱管式冷油器,併成功地應用於實際生產中。
        2.1 原理 溫度較高的透平油從油入口進入油室流經熱管的加熱段,由於熱管具有極高的傳熱效能,它將吸收的能量傳到熱管的冷卻段,然後被冷卻水帶走。
        由於熱管內的工質液體是靠重力作用迴流工作的,因此,冷卻水室必然在上部。這一點與常規的列管式冷油器不同。這樣,原來管內與外表面的換熱就變成了在熱管的兩部分外表面的換熱,為油、水徹底分開創造了條件。換熱表面的汙垢熱阻對傳熱影響很大,而熱管外表面的清潔工作要遠比內表面容易,這也將減少冷油器裝置的日常維護工作量。
        為了強化換熱,在油室和水室內的熱管束設計了折流板,以使油和水流經熱管表面時具有一定的流速,提高換熱效率。
        每根熱管作為一個獨立的傳熱元件在油、水間傳遞熱量,並且都分別焊接在油側和水側兩個花板上,從而實現油、水分開的目的。
        2.2 結構 熱管式冷油器的結構使油室和水室完全分開,它們之間通過高效能的熱管傳熱。每根熱管傳熱都是獨立的.,油和水均走管外,這樣,一方面使維護清洗變得容易,另一方面徹底避免了由於管子洩漏而出現的油水相混的問題,大大延長了裝置的使用週期,避免了油對水環境的汙染。其結構為:將數百根熱管焊接在位於熱管的中間部分並相距100mm的兩個圓形多孔板上,一個多孔板外側為熱管的蒸發段(透平油段,也稱加熱段),另一個多孔板的外側為熱管的冷凝段(冷卻水段,也稱冷卻段)。兩段分別裝在兩個獨立的圓形殼體內,殼體的法蘭盤分別用螺栓組裝在多孔板上。

火力發電廠汽輪機熱管式冷油器的研製與應用

     其工作過程為:冷卻汽輪機軸瓦後的透平油進入蒸發段,