Refroidisseurs secs dans les systèmes de refroidissement auxiliaires des centrales électriques

 

Le fonctionnement stable des centrales électriques repose sur de nombreux dispositifs auxiliaires qui génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement (comme la chaleur de friction et la dissipation du processus). Cette chaleur doit être refroidie via des refroidisseurs secs pour maintenir des conditions de fonctionnement normales. Les principales applications comprennent :

Refroidissement auxiliaire de turbine

Systèmes d'huile de lubrification de turbine de refroidissement : pendant le fonctionnement de la turbine à vitesse élevée, la friction entre les roulements et les tourillons d'arbre élève la température du lubrifiant (généralement contrôlée entre 35 et 55 degrés). Les refroidisseurs secs utilisent l'air pour refroidir l'huile chaude, préservant ainsi le pouvoir lubrifiant et la viscosité.

Refroidissement du système de commande hydraulique de la turbine : la régulation de la vitesse de la turbine et le contrôle des soupapes reposent sur de l'huile hydraulique à haute-pression. Des températures d'huile excessives entraînent des retards de réponse du système de commande. Les refroidisseurs à sec stabilisent les températures de l'huile hydraulique entre 40 et 60 degrés.

Refroidissement auxiliaire du générateur

Refroidisseurs d'air de générateur de refroidissement (refroidisseurs air-à- : certains petits-à-générateurs moyens utilisent le refroidissement par air. L'air chaud doit d'abord passer par des refroidisseurs secs pour être refroidi avant de circuler dans le générateur pour dissiper la chaleur du stator et du rotor.

Systèmes d'huile d'étanchéité du générateur de refroidissement : les générateurs refroidis à l'hydrogène- nécessitent de l'huile d'étanchéité pour isoler l'hydrogène de l'air tout en absorbant la chaleur de friction des points d'étanchéité. Les refroidisseurs à sec maintiennent la température de l'huile de joint entre 30 et 45 degrés pour éviter la défaillance du film d'huile.

Refroidissement pour autres systèmes auxiliaires

Système d'huile de refroidissement du transformateur : pendant le fonctionnement, l'huile isolante des transformateurs immergés dans l'huile absorbe la chaleur du noyau et des enroulements. Les refroidisseurs secs peuvent remplacer le module de « refroidissement par air » dans les systèmes traditionnels à combustion d'huile-à air rempli-(OFAF), refroidissant directement l'huile chaude.

Refroidissement des lubrifiants de roulements pour les équipements auxiliaires (pompes, ventilateurs, etc.) : Les lubrifiants de roulements pour les pompes à eau en circulation, les ventilateurs à tirage induit et les équipements similaires nécessitent un refroidissement continu. Les refroidisseurs secs peuvent être installés localement à côté de l'équipement, simplifiant ainsi la conception de la tuyauterie.

Refroidissement des systèmes auxiliaires de désulfuration et de dénitrification : L'eau de traitement dans les systèmes de désulfuration et les diluants d'eau ammoniaquée dans les systèmes de dénitrification, en cas de surchauffe, peuvent altérer l'efficacité de la désulfuration (par exemple, cristallisation du gypse) ou l'activité du catalyseur de dénitrification. Les refroidisseurs à sec peuvent refroidir ces fluides dans la plage requise par le processus -, soit 25 à 40 degrés.

 

Le cœur des refroidisseurs secs est la « structure d'échange thermique à ailettes tubulaires », qui permet le refroidissement du fluide de traitement par transfert de chaleur indirect. Le processus spécifique est le suivant :

Composants structurels : se compose principalement d'un faisceau de tubes d'échange de chaleur (flux de fluide de processus interne), d'ailettes (améliorent le transfert de chaleur côté air-), de ventilateurs (ventilation forcée), d'un cadre et d'un capot de guidage. Le faisceau de tubes est généralement en cuivre ou en acier inoxydable (résistant à la corrosion-, excellente conductivité thermique), avec des ailettes en aluminium soudées à l'extérieur (augmente la surface de contact avec l'air, offrant généralement une surface de transfert de chaleur 5 à 10 fois plus grande que les tubes nus).

Processus d'échange de chaleur :

Le fluide de procédé à haute-température (par exemple, huile thermique, eau de procédé chaude) entre par l'entrée du faisceau de tubes. Lorsqu'elle circule dans les tubes, la chaleur est transférée à travers les parois des tubes vers les ailettes externes.

Les ventilateurs (classés comme "type à aspiration-" ou "type à soufflerie-") aspirent de force l'air ambiant sur les surfaces des ailettes. L'air absorbe la chaleur des ailettes, augmente en température et sort de l'unité.

Le fluide de traitement à l'intérieur des tubes refroidit en raison du transfert de chaleur et sort du faisceau de tubes, retournant au système auxiliaire pour la recirculation.

Logique de contrôle de la température : certains refroidisseurs à sec sont équipés de capteurs de température et de ventilateurs à fréquence variable-. Lorsque la température du fluide de sortie dépasse le point de consigne, la vitesse du ventilateur augmente automatiquement pour améliorer la capacité de refroidissement. Si la température est trop basse (par exemple en hiver), la vitesse du ventilateur est réduite ou le ventilateur est arrêté pour éviter que des températures de fluide trop basses n'affectent le fonctionnement du système (par exemple, augmentation de la viscosité de l'huile lubrifiante).

 

Par rapport aux solutions de refroidissement auxiliaires traditionnelles « refroidissement à l'eau + tour de refroidissement », les refroidisseurs secs offrent les avantages distincts suivants dans les applications de centrales électriques :

Des économies d’eau importantes

S'appuyer entièrement sur le refroidissement par air élimine le besoin de consommation d'eau de refroidissement (les systèmes de refroidissement par voie humide nécessitent un réapprovisionnement périodique pour compenser les pertes par évaporation et par dérive). Cela les rend particulièrement adaptés aux centrales électriques situées dans des régions-à pénurie d'eau comme le nord-ouest et le nord de la Chine, réduisant ainsi la consommation d'eau des systèmes auxiliaires de plus de 90 % et s'alignant sur les politiques nationales de "conservation de l'eau et de réduction des émissions".

Faibles coûts d'exploitation et d'entretien

Élimine les systèmes de circulation d'eau de refroidissement (par exemple, pompes, tours de refroidissement, équipements de traitement de l'eau), réduisant ainsi la quantité d'équipement et les points de défaillance ;

Ne nécessite aucun produit chimique de traitement de l'eau comme des inhibiteurs de corrosion ou des inhibiteurs de tartre, empêchant le tartre et la corrosion des tuyaux tout en prolongeant la durée de vie du faisceau de tubes de l'échangeur de chaleur (généralement 10 à 15 ans).

Forte adaptabilité environnementale

Fonctionnement stable de -30 degrés (nécessite des mesures antigel comme le traçage électrique) à des températures ambiantes de 45 degrés, avec réglage de la vitesse du ventilateur pour s'adapter aux variations saisonnières de température ;

Zéro rejet d'eaux usées (les systèmes de refroidissement humide nécessitent un rejet partiel de l'eau concentrée en circulation), éliminant le besoin d'installations de traitement des eaux usées et réduisant la pression environnementale.

Installation flexible

La taille relativement compacte permet une installation verticale ou horizontale en extérieur (par exemple, sur les toits, dans les zones ouvertes à proximité des équipements), minimisant ainsi les besoins en espace dans l'usine. Particulièrement adapté à la modernisation des systèmes auxiliaires dans les installations existantes (pas besoin de recreuser les conduites d'eau de refroidissement).