Enerji Santrallerinin Yardımcı Soğutma Sistemlerinde Kuru Soğutucular
Enerji santrallerinin istikrarlı çalışması, çalışma sırasında ısı üreten (sürtünme ısısı ve proses dağıtımı gibi) çok sayıda yardımcı cihaza bağlıdır. Normal çalışma koşullarını sürdürmek için bu ısının kuru soğutucular aracılığıyla soğutulması gerekir. Birincil uygulamalar şunları içerir:
Türbin Yardımcı Soğutma
Soğutma türbini yağlama yağı sistemleri: Yüksek-hızlı türbin çalışması sırasında, yataklar ve şaft muyluları arasındaki sürtünme, yağlayıcı sıcaklığını yükseltir (genellikle 35-55 derece arasında kontrol edilir). Kuru soğutucular sıcak yağı soğutmak için havayı kullanır, böylece yağlama ve viskozite korunur.
Türbinin hidrolik kontrol sisteminin soğutulması: Türbin hızı düzenlemesi ve valf kontrolü, yüksek-basınçlı hidrolik yağına dayanır. Aşırı yağ sıcaklıkları kontrol sisteminin yanıtında gecikmelere neden olur. Kuru soğutucular hidrolik yağ sıcaklıklarını 40-60 derece arasında sabitler.
Jeneratör Yardımcı Soğutma
Soğutma jeneratörü hava soğutucuları (hava-havadan-ya soğutucular): Bazı küçük-ile-orta ölçekli jeneratörler hava soğutmayı kullanır. Sıcak hava, stator ve rotor ısısını dağıtmak için jeneratörün içinde dolaştırılmadan önce, soğutma amacıyla ilk olarak kuru soğutuculardan geçmelidir.
Soğutma jeneratörü conta yağı sistemleri: Hidrojen-soğutmalı jeneratörler, sızdırmazlık noktalarından sürtünme ısısını emerken hidrojeni havadan izole etmek için conta yağı gerektirir. Kuru soğutucular, yağ filmi arızasını önlemek için conta yağı sıcaklıklarını 30-45 derece arasında tutar.
Diğer Yardımcı Sistemler için Soğutma
Trafo Soğutma Yağı Sistemi: Çalışma sırasında, yağa batırılmış transformatörlerdeki- izolasyon yağı, çekirdekten ve sargılardan ısıyı emer. Kuru soğutucular, geleneksel Yağ-Dolu Hava-Ateşlemeli (OFAF) sistemlerde sıcak yağı doğrudan soğutarak "hava soğutma" modülünün yerini alabilir.
Yardımcı Ekipmanlar (Pompalar, Fanlar vb.) için Rulman Yağlayıcı Soğutma: Sirkülasyonlu su pompaları, indüksiyonlu çekişli fanlar ve benzeri ekipmanlar için rulman yağlayıcıları sürekli soğutma gerektirir. Kuru soğutucular ekipmanın yakınına yerel olarak kurularak boru tasarımı basitleştirilebilir.
Kükürt Giderme ve Denitrifikasyon Yardımcı Sistemleri için Soğutma: Kükürt giderme sistemlerindeki proses suyu ve denitrifikasyon sistemlerindeki amonyak su seyrelticileri, aşırı ısıtılmaları halinde, kükürt giderme verimliliğini (örn. alçıtaşı kristalizasyonu) veya denitrifikasyon katalizörü aktivitesini olumsuz etkileyebilir. Kuru soğutucular bu sıvıları prosesin gerektirdiği 25-40 derece aralığına kadar soğutabilir.
Kuru soğutucuların temeli, dolaylı ısı transferi yoluyla proses sıvısının soğutulmasını sağlayan "boru-kanatlı ısı değişim yapısıdır". Spesifik süreç aşağıdaki gibidir:
Yapısal Bileşenler: Temel olarak bir ısı değişim borusu demetinden (dahili proses sıvı akışı), kanatçıklardan (hava-tarafındaki ısı transferini artırır), fanlardan (zorlamalı havalandırma), çerçeve ve kılavuz başlıktan oluşur. Boru demeti tipik olarak bakır veya paslanmaz çelikten yapılır (korozyona-dirençli, mükemmel ısı iletkenliği), dışarıdan kaynaklanmış alüminyum kanatlarla (hava temas alanını artırır, tipik olarak çıplak borulara göre 5-10 kat daha fazla ısı transfer alanı sağlar).
Isı Değişim Süreci:
Yüksek-sıcaklıktaki proses sıvısı (örneğin termal yağ, sıcak proses suyu) boru demeti girişinden girer. Boruların içinde akarken ısı, boru duvarlarından dış kanatçıklara aktarılır.
Fanlar ("emme-tipi" veya "üfleyici-tipi" olarak sınıflandırılır) ortam havasını zorla kanat yüzeyleri üzerine çeker. Hava kanatçıklardan ısıyı emer, sıcaklığı artar ve üniteden çıkar.
Boruların içindeki proses akışkanı, ısı transferi nedeniyle soğur ve boru demetinden çıkarak devridaim için yardımcı sisteme geri döner.
Sıcaklık Kontrol Mantığı: Bazı kuru soğutucular sıcaklık sensörleri ve değişken-frekanslı fanlarla donatılmıştır. Çıkış sıvısı sıcaklığı ayar noktasını aştığında, soğutma kapasitesini artırmak için fan hızı otomatik olarak artar. Sıcaklık çok düşükse (örneğin kış aylarında), aşırı düşük sıvı sıcaklıklarının sistem çalışmasını etkilemesini (örneğin, yağlama yağı viskozitesinin artması) önlemek için fan hızı azaltılır veya fan durdurulur.
Geleneksel "su-soğutmalı + soğutma kulesi" yardımcı soğutma çözümleriyle karşılaştırıldığında kuru soğutucular, enerji santrali uygulamalarında aşağıdaki belirgin avantajları sunar:
Önemli Su Tasarrufu
Tamamen hava soğutmasına güvenmek, soğutma suyu tüketimi ihtiyacını ortadan kaldırır (ıslak soğutma sistemleri, buharlaşma ve sürüklenme kayıplarını telafi etmek için periyodik olarak yenilenme gerektirir). Bu, onları özellikle Kuzeybatı ve Kuzey Çin gibi suyun-kıt olduğu bölgelerdeki enerji santralleri için uygun hale getiriyor; yardımcı sistem su tüketimini %90'ın üzerinde azaltıyor ve ulusal "su tasarrufu ve emisyon azaltma" politikalarına uyum sağlıyor.
Düşük İşletme ve Bakım Maliyetleri
Soğutma suyu sirkülasyon sistemlerini (örn. pompalar, soğutma kuleleri, su arıtma ekipmanları) ortadan kaldırır, ekipman miktarını ve arıza noktalarını azaltır;
Korozyon önleyiciler veya kireç önleyiciler gibi su arıtma kimyasallarına gerek duymaz, boruların kireçlenmesini ve korozyonu önlerken ısı eşanjörü boru demeti ömrünü uzatır (genellikle 10-15 yıl).
Güçlü Çevresel Uyumluluk
-30 dereceden (elektrikli izleme gibi donma önleme önlemleri gerektirir) 45 dereceye kadar ortam sıcaklıklarında, mevsimsel sıcaklık değişimlerine uyum sağlayan fan hızı ayarıyla kararlı çalışma;
Sıfır atık su deşarjı (ıslak soğutma sistemleri, konsantre sirkülasyon suyunun kısmi deşarjını gerektirir), atık su arıtma tesislerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve çevresel baskıyı azaltır.
Esnek Kurulum
Nispeten kompakt boyut, dış mekanda dikey veya yatay kuruluma (örneğin çatılar, ekipmanın yakınındaki açık alanlar) olanak tanıyarak fabrika alanı gereksinimlerini en aza indirir. Özellikle mevcut tesislerdeki yardımcı sistemlerin yenilenmesi için uygundur (soğutma suyu boru hatlarını yeniden-kazmaya gerek yoktur).
