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火力发电厂汽轮机热管式冷油器的研制与应用

2015-01-01 01:41

摘要：针对汽轮机列管式冷油器存在的问题，开发研制了热管式冷油器并成功应用，不但解决了油污染的问题，而且冷却效率高、节水，便于维护检修。
关键词：列管式冷油器  热管式冷油器
        0 引言
        在火力发电厂中，由于汽轮机转速高达3000r|min，所以其轴瓦的冷却很重要。要保证汽轮机轴瓦在规定的温度下连续安全运行，必须对冷却轴瓦的透平油进行冷却。常规的冷却方式是通过列管式冷油器实现的。
        1 列管式冷油器的结构及存在的问题
        1.1 结构 列管式冷油器主要由外壳、水室和芯子组成。由很多钢管和多层隔板组成的芯子装在圆形壳体内，钢管的两端均胀结在钢板上。水从水室进入管内，油进入壳体在管束外流动。管外流动的透平油和管内流动的循环水通过钢管壁进行换热，从而达到用水冷却透平油的目的。
        1.2 存在的问题 由于结构上的原因加之存在腐蚀问题，这类冷油器在运行中容易发生透平油漏入冷却水中污染冷却水的问题。冷却水受到油污染的后果是十分严重的，也是环境保护法所不允许的，受到的经济处罚很严厉。冷却油一般使用未经处理的河水直接通入钢管内，运行温度经常在40至50℃，因此钢管内表面不可避免地结垢，影响传热；并且冷却水中的泥沙和微生物容易造成钢管堵塞，需要定期人工捅刷清洗，维护工作量很大。一旦结垢或堵塞，将达不到透平油的冷却效果，严重时会限制机组的发电出力，造成较大的经济损失。
        2 热管式冷油器的工作原理和结构

（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）

        热管技术是一门新技术，主要用于提高传热效率，在电站锅炉的空气预热器中已广泛使用。为进一步拓宽热管技术的应用领域和解决火力发电厂汽轮机透平油冷却器存在的问题，研究开发了用于冷却汽轮机透平油的热管式冷油器，并成功地应用于实际生产中。
        2.1 原理 温度较高的透平油从油入口进入油室流经热管的加热段，由于热管具有极高的传热性能，它将吸收的能量传到热管的冷却段，然后被冷却水带走。
        由于热管内的工质液体是靠重力作用回流工作的，因此，冷却水室必然在上部。这一点与常规的列管式冷油器不同。这样，原来管内与外表面的换热就变成了在热管的两部分外表面的换热，为油、水彻底分开创造了条件。换热表面的污垢热阻对传热影响很大，而热管外表面的清洁工作要远比内表面容易，这也将减少冷油器设备的日常维护工作量。
        为了强化换热，在油室和水室内的热管束设计了折流板，以使油和水流经热管表面时具有一定的流速，提高换热效率。
        每根热管作为一个独立的传热元件在油、水间传递热量，并且都分别焊接在油侧和水侧两个花板上，从而实现油、水分开的目的。
        2.2 结构 热管式冷油器的结构使油室和水室完全分开，它们之间通过高性能的热管传热。每根热管传热都是独立的，油和水均走管外，这样，一方面使维护清洗变得容易，另一方面彻底避免了由于管子泄漏而出现的油水相混的问题，大大延长了设备的使用周期，避免了油对水环境的污染。其结构为：将数百根热管焊接在位于热管的中间部分并相距100mm的两个圆形多孔板上，一个多孔板外侧为热管的蒸发段（透平油段，也称加热段），另一个多孔板的外侧为热管的冷凝段（冷却水段，也称冷却段）。两段分别装在两个独立的圆形壳体内，壳体的法兰盘分别用螺栓组装在多孔板上。

     其工作过程为：冷却汽轮机轴瓦后的透平油进入蒸发段，