我国电力发展受到水资源短缺的极大约束。直接空冷发电机组节水效果非常显著, 在富煤缺水的地区大力发展大型直接空冷机组对节约水资源和电力发展具有重要的意义。近几年, 直接空冷系统得到大力的推广和应用。
由于夏季气温高, 直接空冷机组的满发背压会很高, 甚至超标。为保证机组的安全运行, 机组不得不限负荷运行。这样机组在夏季必然会出现较长时间大负荷高背压限负荷运行工况, 对机组的安全运行带来严重的隐患, 也直接影响电网的安全经济运行 。为解决这一问题, 从改善空冷散热器换
热条件出发, 通过装设喷雾系统, 可强化空冷散热器的传热, 提高机组出力。喷雾系统利用水的汽化潜热来强化传热有2种方式: 一是提高空冷风机入口空气湿度来降低空气温度; 二是喷雾水直接喷到空冷散热器表面, 通过喷雾水在空冷翅片表面蒸发来达到强化传热目的。本文以第2种方式对喷雾冷却系统的工作原理、结构特性及系统的可行性进行阐述和分析。喷雾冷却系统在理论和实际应用上都是可行的, 可推广使用。
1、 喷雾冷却系统构成及工作原理
1.1. 系统组成
喷雾冷却系统由空冷散热器外部供水系统、冷却三角内部喷雾系统及操作控制系统组成 。外部供水系统由供水泵、供水开关阀、调节阀及管路系统组成。为减少系统投资, 多台机组可共用1套供水管路系统, 并在进入各机组的分管上安装隔断门。冷却三角内部喷雾系统由供水支管路、过滤网、若干喷头和相关配件组成。操作控制系统主要用于控制泵的启停和喷水流量、压力的调节。
1.2. 工作原理
在空冷风机出口, 装有若干喷头组成的喷雾强化换热系统,其工作原理是: 压力水通过喷头喷射出许多细小颗粒的雾状水滴, 加湿空冷凝汽器表面, 由于水在蒸发过程中会吸收很大的汽化潜热, 通过雾化水在翅片表面蒸发, 利用水的汽化潜热有效强化了传热。
喷嘴是喷雾冷却系统的关键部件, 其好坏直接影响喷雾蒸发冷却的效果[ 2] 。对喷嘴的要求是:喷雾效果好, 喷水量大, 喷射角大, 喷射面积大,不易堵塞。通过试验发现螺旋圆锥喷头喷雾效果较好, 是一种冷却效果非常好的喷头。螺旋圆锥喷头解决了喷孔堵塞的难题, 喷雾射程远, 喷透力强, 喷头单重较轻, 一次性投资较低, 在实际应用中很受运行人员的欢迎。
