间接空冷散热器管束4排管与6排管的对比分析

徐斌,郭宏来

摘要：本文以间接空冷散热器管束为主要研究对象,根据循环系统水温度和冷却空气的能力守恒以及气冷暖气片传热方程,使用MATLAB平台构建了管束的静式热力系统模式,通过计算得出了在各种的控制方法和气水过程下,管内循环水温度分布规律和临界防冻特点。研究结果表明:针对交错顺流管束,在背风侧管束内水会产生"反吸热"的情况,潜在结冰部位发现在背风侧的第一个排管内部或流出部分。而针对交错逆流管束,临界结冰部位仅发现在迎风侧第一个排管内部或第两个排管中的流出区。在同样条件,4排管逆流管束最易产生结冰风险,而6排管顺向管束则具备良好的防冻特点。研究成果为热电站气冷控制系统的有效执行和防冻预报提出了依据,所设计的形式也可广泛应用于空调制冷、核能等行业,多管排换热器的传热特性分析和控制。

关键词：间接空冷;散热器;管束;真空;循环水

引言

目前，我国火力发电机组主要使用的制冷方法主要有间接空冷和直接空冷。其中,在我国西北地区和蒙西一带主要使用间接空冷,而间接空冷则能够依靠调节百叶窗的开度来控制发电机组的内真空温度,使发电机组始终保持正常运行工作,使得价格比较经济。中冷塔的重要装置之一便是散热器管束。下面从间接空冷散热器管束进行分析。

一、间接空冷散热器管束简介

间接空冷散热器管束是一种广泛应用于工业领域的散热系统。它的主要作用是通过管束将纯净水或其他液体直接喷到换热器散热片上，通过液体和空气之间的热量交换来降低设备的工作温度。而管束则是间接空冷系统中不可或缺的部分。

对于间接空冷散热器管束，目前广泛应用的是4排管和6排管两种。这两种管束在结构、散热效果等方面都有不同的特点。其中，4排管的主要优点是结构简单、制造成本低、易于清洗等。而6排管则拥有更高的散热效果和处理能力，具有更宽的应用范围。

在实际应用中，选择何种管束需要进行全面的考虑。需要根据具体的使用环境、散热需求、水质等因素来选择适合的管束。同时，还要理性对待各种管束的缺点和优点，不能单纯追求某一种管束的性能优越性，而忽略了其他重要的因素。

因此，在对间接空冷散热器管束进行分析时，需要全面而细致地比较它们在结构、散热效果、成本等方面的差异。只有这样才能更好地选择适合自己使用环境的管束，并为自己的工业设备提供高效、可靠的散热保障。

但同时存在着一定的差异，但它们都具有其独特的优势和缺点。在实际应用中应该根据具体情况来选择合适的散热器类型，以最大化热量传递和能量效率。

二、散热管束布置结构

散热管束与6排管和4排管的设计相比,6排管道的设计减少了在冷却塔周向安装散热片的数量,从而减少了中冷塔的长度,也因此缩短了用地面积,从而减少了工程造价,但也使得在径向安装散热片的管束数量增加,从而导致了冷风由塔外流入水潭中的压力增加,从而导致冷风通过管束后的流量减小,又因为制冷方法主要是通过对流换热,从而使得最后两列管道的制冷能力降低,如果想要解决这种情况,还需要把塔体砌的更大,从而进一步的增加了冷却塔的拔风能力。

三、4排管与6排管对比分析

使用6排管的间冷系统，其管束型号、基管外径、翅片管材以及流程数均保持不变，而且翅片管加工方法也保持不变，总投入比使用4排管略低3%，从而大大降低了电站工程的费用，但是，相比之下，6排管的冷却散热器等设施投入要高出4排管约10%。

在660MW发电机组中，采用一机一塔布局的间冷控制系统，6排管装置的投入比4排管少3%~4%，而水泥塔的投入则要高出8%，综合投入则比6排管更高。然而，总体而言，这两种排管的投入差别并不大。然而，6排管空冷散热器的翅片管总量远大于4排管散热片面积，这是因为6排管间冷塔的进风口高度较高，而进风口处管径较小，这就导致了冷风流淌阻碍加大，从而使得冷风流速变慢，因此，为了提高间冷塔的自燃拔风力量，以及保持高参数发电机组高负荷运行时的循环水回水温度，需要加大翅片距离，以减少冷风流淌阻碍，从而提高散热片器的效率。为了确保发电机真空运行到达工程设计最佳状态，6排管间冷空气散热器冷却塔的管径被缩小，从而减少了占用建筑面积。此外，由于翅片间隙较大，导致散热器与冷室内空气的相接触覆盖面加大，从而减少了冷风的流淌阻碍，从而提升了散热效率。

在同样的双流程叉逆流的流程设计下,6排管散热器由于比4排管道多了2排管東,导致冷风通过散热器的过程延长,虽然有和的对流换热功能,但由于冷风通过前满列的换热,风温较高,导致后二列的换热效率不佳。调研分析6排管散热器散热系数较高。

6排管的间接空冷散热器三角数量较小,与循环水方式环管的连接面积较小,因此漏点降低,随着漏点的降低,系统的抗冰压力也就会降低,但是由于6排管间接空冷散热器管束较多,循环水余热循程压力增加,相应的循环水的输出高压头也增加,因此要求有较高压头的离心式泵,才能使中间

冷却塔进回的热水流量更充分、顺利,也导致用电力随之提高。

6排管散热器管径较大,管内水流速也较高,相较4排管散热器具有较好的防冻能力。分散器通常选用铝制管材效果较好,因为铝制管材上有较厚的抗氧化膜能够防护间接空冷散热器管束,避免间冷却塔管束在长时间的不良环境条件下损坏而产生热泄露。而且由于铝这个金属材质比较软,铝的热延伸性也是各种金属材料中较好的,热胀冷缩特性较好,管束的自补偿力量也较强,在冬季具备较强的抗冻能,尤其适宜用在高寒地区,在中国之北、蒙西、东北的机组使用铝制散热器管束效果较好。

四、发展前景

6排管间接空冷散热器管束设计最后的目的是为了减少费用,并缩小占地面积,以匹配多参数机组安全、稳定的工作。6排管间接空冷散热器管束技术对高参数发电机组经济运行提供了必要的理论依据,尽管目前中国全国仅有一个几百万的机组业绩合同,但仅仅的实现了对技术的分析,且总体要从实际操作,管理与实践中才能鉴别其优于传统4排管散热器,但6排管散热器技术有效的运用在汽轮机冷段满足了高参数机组的开发的需要。突破了传统汽轮机冷段直空对高参数机组开发的时间限制而有着很大的开发前景,对未来火力发电厂中高参数机组开发的。

结束语

综上所述，随着火力发电厂不断地发展，间接空冷散热器管束的效用。通过对4排管、6排管进行分析，它们对于间接空冷散热器管束发展起到了极大作用。在今后，该项技术的应用也将推动火电厂能源发展，提升电力运行效率。

参考文献

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