600MW亞臨界機組空冷系統運行技術研究

摘要：隨著電力技術和國民經濟的不斷發展，電廠建設項目數量逐漸增加，電廠建設過程中直接空冷機組是必不可少的設備，會嚴重影響空冷系統的運行和發展。依據空氣來當作機組介質，不但可以大量節約水資源，也可以不受選址限制，并且還十分環保，不會嚴重影響周圍環境和設備。文章分析了600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統運行技術。

關鍵詞：600MW亞臨界機組；直接空冷機組；空冷系統；運行技術；電廠建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）26-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.034

近年來，隨著大力發展國民經濟，北方缺水富煤資源區域逐漸開始應用空冷機組，存在顯著的節約資源效果，逐漸發展成為建設電源點的典范案例。但是因為上述區域存在很大的溫度差距，導致系統機組設備也出現很大差距，相比較其他種類冷機組來說，空冷機組具備真空低、排汽背壓高、供電煤耗高、用電率高等特點，嚴重影響系統運行的經濟性和安全性。例如某電廠600MW亞臨界直接空冷機組出現事故，在18～20kPa范圍內控制機組排氣壓力，60℃的排氣溫度，導致機組煤耗率、熱耗率顯著提高，影響機組系統經濟、安全的運行，也會因為不恰當維護和調整機組設備導致散熱器出現故障。基于此，本文重點研究了600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統運行技術，為以后進一步研究資源消耗量、運行安全提供基礎和保障。

1 機組概況

某電廠600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統主要就是應用在國內極寒區域、最高緯度的位置，上述區域具備比較長冬季以及極低環境溫度，并且存在很大差距晝夜溫差，依據氣象部門資料可以發現，冬季極端天氣具備-43.6℃氣溫，最冷時平均溫度為-26.2℃。依據國內自主設計的直接空冷系統來設計兩臺機組設備，鋁片單排管、單面覆鋁鋼基管為空冷散熱器基礎管型。每臺空冷機組設備中存在8列56個空冷凝汽器單元。依據順流和逆流的方式來布置順逆流冷凝器，逆、順比例為2∶5。每臺設備具備1457800m2的總散熱面積，每個單元存在10個管束。

2 600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統運行存在問題

2.1 不符合設計標準運行指標

600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統具備比較長的建設周期，促使長時間污染空冷散熱片，不能到位地進行清洗，不但會降低散熱效果，還會極大程度上形成比較高的機組背壓。運行空冷機組系統的時候會嚴重受到化凍、防凍的影響，促使出現高出設計標準的平均背壓值。

2.2 不能有效控制空冷系統泄漏問題

空冷系統泄漏問題主要包括通風部分泄漏、真空系統泄漏。真空系統泄漏會導致直接凍結系統散熱片，低溫環境下運行空冷系統的時候需要利用三臺空泵進行支撐運行，會極大程度上提高耗電量。空冷系統中不合理設計通風封閉部分導致的嚴重泄漏問題，會提高耗電量，嚴重影響冬季環境中空冷機組設備的防凍性能。在冬季環境下空冷機組系統運行的時候，不能均勻分配散熱片管束蒸汽，促使部分散熱片管束出現過低的溫度，此時外排管束溫度會高于散熱片管束溫度10℃～30℃。目前空冷機組系統中普遍存在散熱片管束凍結現象，促使散熱片凍脹、變形。

2.3 冬季環境下空冷機組不能順利運行

空冷機組系統自動化不能順利在冬季環境下運行，主要就是因為不完善的空冷防凍措施和不合理的自動調解方案。例如，防凍保護系統逆流單元的時候，需要利用順流風機保持轉速來當作系統支撐，直到解除逆流單元保護為止，上述過程會出現凍結或者過凍保護的問題。防凍保護順流單元的時候也會出現以上問題，并且凝結水母管作為順流單元保護溫度測量的依據，保證可以及時調整和監控單元實際防凍情況，但是此時也需要及時調整凝結水過冷度、機組背壓值，從而不能合理控制機組狀態。

3 提高600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統運行效果的措施

3.1 定期沖洗空冷系統散熱片

空冷機組系統具備比較長的安裝過程，促使會嚴重污染散熱器表面，不能保證空冷機組換熱效果，此時需要相關工作人員定期沖洗空冷散熱器，以便于能夠保障具備清潔的散熱片，降低到4～6kPa的空冷機組背壓值。

3.2 提高空冷機組系統嚴密性

對空冷機組系統和部分通風系統的嚴密性進行控制，可以盡可能合理解決冬季凍結和增加水中溶解氧含量的問題，并且也能夠極大程度上促進空冷機組系統運行的經濟性和效果。依據氦質譜檢漏儀來對汽機房內真空空冷機組系統進行檢查，此外，也能夠依據EP100-002SC設備維護探測器來及時檢查汽機房外真空系統泄漏現象。為了有效提高空冷機組系統的換熱性能，需要依據合理的方式來處理系統泄漏問題，利用空冷島漏縫點來實施檢查，補齊缺少的密封條，校正和重新設計變形的擋風板，利用封堵方式來處理抽空氣管道和擋風板連接位置。

3.3 安裝伴熱帶來避免凍結現象

為了有效避免空冷機組系統出現凍結的現象，可以依據把伴熱帶安裝在真空管道的方式進行處理，并且及時取締U型凝結水回水管，相關操作人員應該及時檢查各部分機組系統溫度。此外也需要及時改進和健全調整方案和防凍保護措施，全面增加防凍保護技術以及自動調節功能，建立科學合理、安全穩定的控制保護措施和啟停空冷系統的方案，以便于全面提高運行空冷機組系統的經濟性和安全性，全面實現自動保護空冷運行系統的作用。

4 改進直接空冷機組空冷系統運行技術的對策

4.1 改進散熱片沖洗方式

因為空冷機組系統是依據交錯方式來排列散熱器散熱片雙排管，會出現比較大空氣阻力，以至于沖洗散熱片的時候出現很大水阻力，所以應該同時沖洗散熱片兩面，并且深度沖洗排管內部，依據高壓水槍沖洗的方式可以極大程度上提高散熱器清潔度，還可以節約時間、用水以及次數。防水罩安裝在風機電機上，需要保證可以持續穩定地沖洗和運行，以便于降低沖水下落量。變壓器污閃的下降，能夠適當地把RTV涂料噴涂在瓷套管、絕緣子上，從而達到防污閃的目的，安裝硅橡膠傘裙，可以極大程度增加爬距。

4.2 合理應用尖峰冷卻技術

尖峰冷卻系統實際上就是利用噴嘴霧化水，在散熱器翅片上進行噴灑，迅速進行蒸發吸收氣化熱，以便于能夠降低散熱片溫度，起到提高真空、降低背壓、增加發電負荷的作用。高溫情況下運行空冷機組系統會導致影響真空狀態，增加空冷機組背壓，提高消耗煤炭的數量，所以依據降溫增濕的方式來有效降低空冷凝器管的溫度，霧化噴水系統合理安置在空冷風機出口處，從而達到充分霧化的目的，并且可以及時冷卻出口溫度，從而有效提高濕度，降低空冷機組系統背壓值，以至于全面提高系統安全性。上述系統有機結合直接空冷凝汽系統，共同增加冷卻系統，主要包括水冷凝汽器、冷卻水塔、循環水系統。水冷凝汽器可以及時吸入部分汽輪機組乏汽，水冷凝汽器管外凝結乏汽，依據傳熱方式冷凝汽器管內的循環水被排出，再次進入到冷卻塔，最后進行蒸發冷卻。

4.3 控制凝結水含氧量

冬季環境下空冷機組系統運行的時候會受到補水溫度影響，依據保溫處理補水管路可以控制凝結水含氧量，此外，需重新設計排汽除氧裝置的抽氣管路，不斷改變和完善蒸汽凝結水積存現象，確保能夠在合理范圍內設置整體管路坡度，并且及時清除部分U型水管。

4.4 控制真空系統泄露

一般都是依據低壓缸軸端迷宮式汽封的方式來對真空系統進行設計，實際應用和使用空冷機組的時候出現比較差密封性，所以改變原來傳統設計方式為蜂窩汽封式，正確分析和了解管束膨脹、真空系統泄露點的規律，方便排查泄漏點。

4.5 控制汽輪機背壓值

如果夏季具備25℃的高溫，系統中會出現30～50kPa的滿發背壓值，并且存在比較大的變化幅度。向冷卻空氣流中噴水可以適當降低溫度，也能夠適當冷卻散熱器翅片，對于降低空冷機組系統運行的壓力也存在很大意義和作用。

4.6 過大降低排氣管道振動

夏季空冷機組系統運行的時候，高溫環境下部分凝結水和排汽管道的飽和蒸汽會出現比較大振動，因為系統內部存在導流設備，促使不能改進內部系統，此時需要依據外部增加支架的方式來達到合理降低排氣管道振動的目的。

4.7 改善冬季空凍結冷系統管道的問題

為了可以在冬季低溫情況下正常啟動運行空冷機組系統，需要依據高中壓缸聯合啟動的方法來啟動系統，并且應該把電動隔離閥合理安裝在空冷凝汽器的蒸汽分配聯箱中，并且設計一定的蒸汽關斷門，以便于能夠保證具備滿足防凍熱量需求的低負荷運行的自動關閉閥門，此時需要依據6∶1的逆流順流聯合方式來對空冷管束進行設計。

5 結語

綜上所述，改善和提高600MW亞臨界直接空冷機組空冷系統運行效果的時候，需要合理研究和分析運行控制保護方法和防凍規律，以便于實現空冷系統的自動保護程序，并且依據實際情況設置空冷機組的防凍參數和背壓值，以便于可以全面提高空冷系統安全性和經濟性，最終達到優化控制空冷機組的目的。

參考文獻

[1] 葉學民，童家麟，吳杰，等.600MW直接空冷機組冷端夏季優化運行經濟性分析[J].汽輪機技術，2012，54（5）.

[2] 陳勝利，荊濤，李高潮，等.600MW直接空冷機組運行優化試驗研究[A].清潔高效燃煤發電技術協作網2011年會論文集[C].2011.

[3] 熊中宏.600MW超臨界與亞臨界直接空冷汽輪機比較[A].2010年中國電機工程學會年會論文集[C].2010.

[4] 李曉東，席東民.基于遺傳算法的600MW單元機組建模[J].計算機仿真，2013，30（10）.

[5] 付延平，馬文利，劉建軍，等.600MW直接空冷機組空冷增濕散熱裝置的改造應用[A].第二屆熱電聯產節能降耗新技術研討會論文集[C].2013.

[6] 賈志軍.直接空冷機組空冷風機群運行節能分析[J].內蒙古電力技術，2015，（5）.

作者簡介：畢磊（1986-），男，吉林吉林人，寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司助理工程師，研究方向：發電廠運行。

（責任編輯：蔣建華）