125MW空冷機組提高運行真空度的探討

王磊+王雄

摘 要：我廠100萬噸/年聚氯乙烯循環綜合利用項目配套熱電廠的汽輪機是由中國長江動力集團于2009年制造的C125-8.83/1.0型高溫、高壓、單軸、沖動、直接空冷凝汽式汽輪機。本文主要分析了機組運行過程中提高真空度的措施，通過多種方法的實踐探索，提高了機組真空、增強了機組帶負荷能力，為同類型機組夏季真空低限負荷問題提供借鑒經驗。

關鍵詞：水環式真空泵冷卻系統改造；板式換熱器；冷卻器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.051

1 簡介

熱電公司4*125MW位于西北地區、煤炭資源比較豐富，但由于水資源匱乏，所以建造了直接空冷系統。但從運行八年來看直接空冷機組在夏季高溫季節普遍存在出力受阻、不能滿發的問題，夏季較高的空氣溫度會導致空冷島冷卻能力下降，降低機組真空，使機組實際出力低于設計出力，這大大降低機組的經濟和安全性。因此，采取必要的度夏措施以提高機組的真空，是解決直接空冷機組夏季出力受阻，提高機組經濟性和安全性的有效途徑之一。我廠通過對水環式真空泵冷卻系統改造；水環真空泵板式換熱器改造；空冷島加裝噴淋霧化裝置；空冷沖洗自動改造；水環真空泵入口加裝冷卻器等措施，解決了夏季機組真空低的問題。

2 空冷系統現存在的問題

（1）空冷凝汽器基本概況。公司（4×125MW）自備電廠采用煤粉鍋爐、抽汽式直接空冷汽輪機，發電機采用空冷方式。

空冷凝汽器為中國雙良公司供貨，直接排汽裝置系統由4列組成，每列4個風機單元（每個風機單元1臺風機），共16個風機單元。每列第二個風機單元（從蒸汽分配管入口方向依次為一、二、三、四）為逆流風機單元。

（2）空冷凝汽器運行性能。空冷凝汽器建成后，運行性能差。特別在夏季高溫，機組運行背壓高而被迫降負荷，極端情況機組運行功率只有 100MW。№4機組運行數據見表 ：

從表可以看出，機組無法滿負荷運行，并且真空已經嚴重運行機組的安全運行。夏季空冷風機多數時間在 110%轉速運行，空冷系統廠用電一直偏高。通過調研：上灣電廠、地縣電廠經過比較，北元電廠機組空冷凝汽器散熱面積明顯偏小，并且空冷島所在位置處于洼地，導致在夏季高溫環境機組帶負荷能力急劇下降，嚴重影響機組安全經濟運行。

3 提高機組真空的方法和途徑

（1）消除真空系統的泄漏點。定期對空冷系統進行真空查漏工作，將真空泄漏率控制在100Pa/min 內。

（2）空冷島安裝噴淋霧化裝置。在空冷風島入口，裝設由若干噴頭組成的噴霧裝置。除鹽水通過噴頭以一定的噴射角向其四周噴射細小顆粒的霧狀水滴，與空氣接觸混合，通過傳熱、傳質，形成氣、水混合物。可有效的降低進入散熱器的空氣溫度。

（3）空冷沖洗自動化。我廠沖洗系統需要靠人工推動來完成清洗，且左右滑動軌道損壞嚴重，常出現卡瑟現象；上下每一個方向完成之后不能自動返回，空冷島沖洗期間每次只能沖洗一面散熱翅片，造成沖洗效率低下，不能達到快速降低機組運行背壓的目的；柱塞水泵出水口管道震動較大，長時間運行可能導致管道焊接處開裂，存在嚴重安全隱患；柱塞水泵易損零件較多，頻繁運行容易造成零件損壞，沖洗工作人工成本較高，夏季高溫期間容易引起工作人員中暑，存在安全隱患。通過改造沖洗系統為自動沖洗左右行走機構使用齒輪齒條傳動系統，驅動力強，穩定性高；上下驅動采用皮帶傳動，行走小車使用的是高強度不銹鋼軸承做滾輪，行走流暢，不生銹，耐久性好。采用上述方式后，針對不同區域合理選配沖洗，既保護翅片沖洗時不損壞又將積存在管束內部的雜物徹底沖洗出去。

（4）增加水環真空泵板式換熱器的換熱面積。每臺真空泵板式換熱器的面積約為14.4m2 ，通過運行數據得出在夏季運行工況下，真空泵板式換熱器的換熱面積不能全部冷卻真空泵的工作液。通過計算我廠將真空泵的板式換熱器面積增加到43m2，夏季運行工況工作液降低至30℃。

（5）真空泵管道加裝冷卻裝置。在空冷島抽出的蒸汽空氣混合物，一般情況下蒸汽占2/3，空氣占1/3。混合物中的蒸汽一方面降低了水環真空泵的工作能力，另一方面對真空泵的工作液進行加熱，影響真空泵的性能。如果在混合物進入真空泵前對其進行冷卻凝結，可以大大提高水環真空泵的工作能力。改造系統圖：

4 結論

針對夏季高溫季節機組真空低、嚴重限負荷溫，通過采用真空系統查漏、空冷自動沖洗、提高真空泵出力、加裝空冷噴淋系統等方法的綜合應用，提高了機組真空度和帶負荷能力，從而保證機組的安全經濟運行。

參考文獻：

[1]王興平，黃功文，張林.電廠水環式真空泵冷卻系統的問題及其對機組出力的影響[J].動力工程，2004.

[2]大型火電機組經濟運行及節能優化[S].大唐國際發電股份有限公司.

作者簡介：王磊（1987-），男，陜西神木人，初級工程師，研究方向：汽輪機經濟運行。endprint