Dry Cooler nei sistemi di raffreddamento ausiliari delle centrali elettriche

 

Il funzionamento stabile delle centrali elettriche si basa su numerosi dispositivi ausiliari che generano calore durante il funzionamento (come il calore di attrito e la dissipazione del processo). Questo calore deve essere raffreddato tramite dry cooler per mantenere le normali condizioni operative. Le applicazioni principali includono:

Raffreddamento ausiliario della turbina

Raffreddamento dei sistemi di lubrificazione dell'olio della turbina: durante il-funzionamento della turbina ad alta velocità, l'attrito tra i cuscinetti e i perni dell'albero aumenta la temperatura del lubrificante (normalmente controllata tra 35 e 55 gradi). I raffreddatori a secco utilizzano l'aria per raffreddare l'olio caldo, preservandone il potere lubrificante e la viscosità.

Raffreddamento del sistema di controllo idraulico della turbina: la regolazione della velocità della turbina e il controllo delle valvole si basano sull'olio idraulico ad alta-pressione. Temperature dell'olio eccessive causano ritardi nella risposta del sistema di controllo. I raffreddatori a secco stabilizzano la temperatura dell'olio idraulico tra 40 e 60 gradi.

Raffreddamento ausiliario del generatore

Raffreddatori ad aria del generatore di raffreddamento (raffreddatori da aria-a-aria): alcuni generatori da-a-medi utilizzano il raffreddamento ad aria. L'aria calda deve prima passare attraverso i raffreddatori a secco per raffreddarsi prima di circolare nel generatore per dissipare il calore dello statore e del rotore.

Sistemi di olio di tenuta per generatori di raffreddamento: i generatori raffreddati a idrogeno- richiedono olio di tenuta per isolare l'idrogeno dall'aria assorbendo al tempo stesso il calore di attrito dai punti di tenuta. I raffreddatori a secco mantengono la temperatura dell'olio di tenuta tra 30 e 45 gradi per prevenire la rottura del film d'olio.

Raffreddamento per altri sistemi ausiliari

Sistema di raffreddamento dell'olio del trasformatore: durante il funzionamento, l'olio isolante nei trasformatori immersi in olio- assorbe il calore dal nucleo e dagli avvolgimenti. I raffreddatori a secco possono sostituire il modulo di "raffreddamento ad aria" nei tradizionali sistemi OFAF (Oil{2}}Filled Air-Fired), raffreddando direttamente l'olio caldo.

Raffreddamento del lubrificante dei cuscinetti per apparecchiature ausiliarie (pompe, ventole, ecc.): i lubrificanti dei cuscinetti per pompe di circolazione dell'acqua, ventilatori a tiraggio indotto e apparecchiature simili richiedono un raffreddamento continuo. I raffreddatori a secco possono essere installati localmente adiacenti all'apparecchiatura, semplificando la progettazione delle tubazioni.

Raffreddamento per sistemi ausiliari di desolforazione e denitrificazione: l'acqua di processo nei sistemi di desolforazione e i diluenti dell'acqua di ammoniaca nei sistemi di denitrificazione, se surriscaldati, possono compromettere l'efficienza della desolforazione (ad esempio, la cristallizzazione del gesso) o l'attività del catalizzatore di denitrificazione. I raffreddatori a secco possono raffreddare questi fluidi fino all'intervallo-richiesto dal processo di 25-40 gradi.

 

Il nucleo dei raffreddatori a secco è la "struttura di scambio termico ad alette tubolari", che consente il raffreddamento del fluido di processo attraverso il trasferimento di calore indiretto. Il processo specifico è il seguente:

Componenti strutturali: sono costituiti principalmente da un fascio tubiero di scambio termico (flusso del fluido di processo interno), alette (migliorano il trasferimento di calore lato aria-), ventole (ventilazione forzata), telaio e cappa guida. Il fascio tubiero è generalmente realizzato in rame o acciaio inossidabile (resistente alla corrosione-, eccellente conduttività termica), con alette in alluminio saldate esternamente (aumenta l'area di contatto con l'aria, fornendo in genere un'area di trasferimento di calore 5-10 volte maggiore rispetto ai tubi nudi).

Processo di scambio termico:

Il fluido di processo ad alta-temperatura (ad es. olio termico, acqua di processo calda) entra attraverso l'ingresso del fascio tubiero. Mentre scorre all'interno dei tubi, il calore viene trasferito attraverso le pareti dei tubi alle alette esterne.

Le ventole (classificate come "tipo-aspirante" o "tipo-soffiante") aspirano con la forza l'aria ambiente sulle superfici delle alette. L'aria assorbe calore dalle alette, aumenta di temperatura ed esce dall'unità.

Il fluido di processo all'interno dei tubi si raffredda per effetto dello scambio termico ed esce dal fascio tubiero, ritornando nel sistema ausiliario per il ricircolo.

Logica di controllo della temperatura: alcuni raffreddatori di liquido sono dotati di sensori di temperatura e ventole a frequenza-variabile. Quando la temperatura del fluido in uscita supera il setpoint, la velocità della ventola aumenta automaticamente per migliorare la capacità di raffreddamento. Se la temperatura è troppo bassa (ad esempio durante l'inverno), la velocità della ventola viene ridotta o la ventola viene arrestata per evitare che temperature del fluido eccessivamente basse influenzino il funzionamento del sistema (ad esempio, aumento della viscosità dell'olio lubrificante).

 

Rispetto alle tradizionali soluzioni di raffreddamento ausiliario "raffreddamento ad acqua-+torre di raffreddamento", i raffreddatori a secco offrono i seguenti vantaggi distinti nelle applicazioni nelle centrali elettriche:

Significativo risparmio idrico

Affidarsi interamente al raffreddamento ad aria elimina la necessità di consumare acqua di raffreddamento (i sistemi di raffreddamento a umido richiedono un rifornimento periodico per compensare l'evaporazione e le perdite dovute alla deriva). Ciò li rende particolarmente adatti per le centrali elettriche in regioni con scarsità d'acqua-come la Cina nordoccidentale e settentrionale, riducendo il consumo di acqua dei sistemi ausiliari di oltre il 90% e allineandosi alle politiche nazionali di "conservazione dell'acqua e riduzione delle emissioni".

Bassi costi di gestione e manutenzione

Elimina i sistemi di circolazione dell'acqua di raffreddamento (ad esempio pompe, torri di raffreddamento, apparecchiature per il trattamento dell'acqua), riducendo la quantità di apparecchiature e i punti di guasto;

Non richiede prodotti chimici per il trattamento dell'acqua come inibitori della corrosione o inibitori delle incrostazioni, prevenendo la formazione di incrostazioni e la corrosione dei tubi e prolungando la durata del fascio tubiero dello scambiatore di calore (tipicamente 10-15 anni).

Forte adattabilità ambientale

Funzionamento stabile da -30 gradi (richiede misure antigelo come il tracciamento elettrico) a 45 gradi di temperatura ambiente, con regolazione della velocità della ventola per adattarsi alle variazioni di temperatura stagionali;

Zero scarico delle acque reflue (i sistemi di raffreddamento a umido richiedono lo scarico parziale dell'acqua circolante concentrata), eliminando la necessità di impianti di trattamento delle acque reflue e riducendo la pressione ambientale.

Installazione flessibile

Le dimensioni relativamente compatte consentono l'installazione verticale o orizzontale all'aperto (ad esempio, sui tetti, in aree aperte vicino alle apparecchiature), riducendo al minimo i requisiti di spazio in fabbrica. Particolarmente adatto per il retrofit di sistemi ausiliari in impianti esistenti (non è necessario scavare nuovamente le tubazioni dell'acqua di raffreddamento).