Thiết bị ngưng tụ được sử dụng trong các nhà máy điện tuabin
Thiết bị ngưng tụ được sử dụng trong các nhà máy điện tuabin
Cấu trúc ngưng tụ được chia thành bình ngưng làm mát bằng nước và thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí, đây là một thiết bị phụ trợ quan trọng cho các nhà máy điện nhiệt, nhà máy điện hạt nhân, v.v.
Căn cứ làm mát bằng nước
Nguyên tắc làm việc:
Hơi xả của tuabin đi vào phía vỏ của thiết bị ngưng tụ và nước làm mát chảy ở phía ống. Khi hơi xả đáp ứng thành ống nước làm mát nhiệt độ thấp hơn, sự ngưng tụ sẽ xảy ra, thay đổi từ khí sang chất lỏng. Trong quá trình này, sức nóng tiềm ẩn của hơi nước của hơi nước được mang đi bởi nước làm mát. Ví dụ, trong một thiết bị ngưng tụ nhà máy nhiệt thông thường, nhiệt độ hơi xả của tuabin có thể ở khoảng 40 - 50, trong khi nhiệt độ đầu vào nước làm mát thường là 20 - 30 độ. Thông qua trao đổi nhiệt, hơi nước ngưng tụ vào nước trên bề mặt của ống nước làm mát.
Các tính năng cấu trúc:
Bộ ngưng tụ làm mát bằng nước thường có vỏ lớn hơn với số lượng lớn các ống nước làm mát bên trong. Các ống nước làm mát thường được làm bằng hợp kim đồng hoặc thép không gỉ để đảm bảo độ dẫn nhiệt và khả năng chống ăn mòn tốt. Các tấm ống được sử dụng để đảm bảo các ống nước làm mát và tách mặt vỏ khỏi phía ống. Để tăng cường hiệu ứng ngưng tụ của hơi nước ở phía vỏ, một số thiết bị thu thập ngưng tụ và các thiết bị khai thác không khí cũng được cài đặt. Ví dụ, trong một số bình ngưng lớn, các ống nước làm mát có thể được sắp xếp theo cấu hình "U" hoặc "rắn" để tăng dòng nước làm mát qua các ống và cải thiện hiệu ứng làm mát.
Thuận lợi:
Hiệu quả làm mát của thiết bị ngưng tụ làm mát nước là tương đối cao. Bởi vì nước có công suất nhiệt riêng và có thể hấp thụ một lượng lớn nhiệt, nên có thể ngưng tụ hơi xả tuabin ở áp suất lưng dưới. Nói chung, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước có thể giữ áp suất xả tuabin xung quanh 3 - 10 kPa, có thể cải thiện hiệu quả của tuabin và tăng công suất phát điện. Trong khi đó, cấu trúc của thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước tương đối nhỏ gọn và chiếm ít không gian hơn so với thiết bị ngưng tụ làm mát không khí với cùng khả năng làm mát.
Điều bất lợi:
Nó đòi hỏi một lượng lớn nước làm mát, đòi hỏi một nguồn nước ổn định và đáng tin cậy. Nếu chất lượng của nước làm mát kém, thì dễ dàng mở rộng hoặc gây ăn mòn trong ống nước làm mát, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị ngưng tụ. Ví dụ, canxi, magiê và các ion khác trong nước sẽ hình thành thang ngưng tụ và giảm hiệu quả của tuabin. Hơn nữa, hệ thống nước làm mát của thiết bị ngưng tụ làm mát nước đòi hỏi phải hỗ trợ thiết bị làm mát, chẳng hạn như tháp làm mát, làm tăng sự phức tạp và chi phí của thiết bị.
Kịch bản ứng dụng:
Các thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước chủ yếu được áp dụng cho các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy điện hạt nhân ở những khu vực có tài nguyên nước dồi dào như gần sông, hồ và biển. Ví dụ, trong các nhà máy nhiệt điện quy mô lớn ở các khu vực ven biển, nước biển được sử dụng làm nước làm mát và sự ngưng tụ của hơi xả tuabin đạt được thông qua các bình ngưng làm mát bằng nước để đảm bảo hoạt động hiệu quả của tuabin.
Cấu trúc làm mát không khí
Nguyên tắc làm việc:
Hơi khí thải từ tuabin đi vào bó ống của thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí, và khu vực trao đổi nhiệt được mở rộng qua ống vây và các cấu trúc khác. Không khí lạnh chảy ra bên ngoài bó ống và trao đổi nhiệt với hơi nước bên trong các ống để làm mát và ngưng tụ hơi nước. Ví dụ, trong một số nhà máy nhiệt điện phía bắc, nhiệt độ không khí thấp và sự đối lưu tự nhiên của không khí lạnh hoặc dưới tác dụng bắt buộc của quạt lấy đi sức nóng của hơi nước, để hơi nước ngưng tụ vào nước.
Đặc điểm cấu trúc:
Thiết bị ngưng tụ làm mát không khí chủ yếu bao gồm bó ống, quạt, cấu trúc hỗ trợ và các bộ phận khác. Gói ống thường áp dụng các ống nhôm để tăng diện tích tản nhiệt. Quạt được sử dụng để cung cấp thông gió cưỡng bức để không khí lạnh chảy qua bó ống một cách nhanh chóng. Cấu trúc hỗ trợ phải đảm bảo sự ổn định của toàn bộ bình ngưng làm mát bằng không khí trong môi trường ngoài trời. Hơn nữa, sự sắp xếp bó ống của thiết bị ngưng tụ làm mát không khí thường ở hình dạng "A" hoặc "V", có thể làm tăng diện tích tiếp xúc và thời gian tiếp xúc giữa không khí và bó ống và cải thiện hiệu ứng làm mát.
Thuận lợi:
Ưu điểm lớn nhất của nó là nó không cần một lượng lớn nước làm mát, phù hợp cho các khu vực mà tài nguyên nước khan hiếm. Đồng thời, hoạt động của thiết bị ngưng tụ làm mát không khí không bị ảnh hưởng bởi chất lượng nước của nguồn nước, và không có vấn đề gì về việc mở rộng và ăn mòn. Ngoài ra, ở các khu vực lạnh, nhiệt độ của không khí lạnh thấp hơn, có thể cung cấp hiệu ứng làm mát tốt hơn và giúp giảm áp suất khí thải của tuabin.
Nhược điểm:
Hiệu quả làm mát của thiết bị ngưng tụ làm mát không khí tương đối thấp so với bình ngưng làm mát bằng nước. Do khả năng nhiệt riêng của không khí nhỏ, để đạt được hiệu ứng làm mát tương tự, diện tích truyền nhiệt lớn hơn và nhiều quạt được yêu cầu cung cấp đủ luồng không khí. Điều này dẫn đến một bình ngưng làm mát bằng không khí cồng kềnh với dấu chân lớn. Hơn nữa, hiệu suất của thiết bị ngưng tụ làm mát không khí bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố môi trường, ví dụ, trong thời tiết nóng hoặc độ ẩm không khí cao, hiệu ứng làm mát sẽ giảm đáng kể.
Kịch bản ứng dụng:
Các thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy điện hạt nhân ở các khu vực mệt mỏi.
Do sự khan hiếm tài nguyên nước, một số nhà máy nhiệt điện sử dụng các thiết bị ngưng tụ làm mát không khí để ngưng tụ khí thải tuabin để đảm bảo hoạt động bình thường của các đơn vị. Đồng thời, ở một số khu vực có yêu cầu cao để bảo vệ nước, việc sử dụng thiết bị ngưng tụ làm mát không khí cũng được ưu tiên.
