直接空冷機組夏季背壓降低方法研究

賈志平

（神華神東電力有限責任公司店塔電廠，陜西 榆林 719000）

1 概述

直接機組具有許多優點，諸如水資源浪費少、防凍能力強大、體積小不浪費土地面積、成本低投資少。但制約直接機組大范圍推廣的要素，最主要的就是直接機組極易受到外部環境的影響，對外部環境要求高，對干燥度、風速、氣溫等都有嚴格的要求。直接機組在夏季的應用，最難以克服的是夏季高溫天氣的影響和夏季干燥環境的阻礙。如果在夏季直接機組運行時，背壓達到35kPa 及以上，機組會被迫超負荷運轉，這對直接機組的使用壽命來說，是十分不利的，而且還會影響直接機組的運行效率。本文選取的實驗素材華能上安電廠，針對夏季直接機組背壓如何降低的問題，做了一系列實驗，為研究大范圍直接機組背壓降低提供了參考。

2 影響直接機組背壓的主要因素

目前市場上的直接機組普遍存在著，在夏季時期面對高溫環境，直接機組背壓升高，難以實現直接機組的滿發功能，嚴重地影響了直接機組的運行。而夏季又是直接機組使用的高峰時期。關于直接機組不能發揮最大功效，難以正常使用，以及對直接機組的大量需求近幾年來一直是一個十分尖銳的矛盾。因此，對于影響直接機組在夏季使用時背壓升高的主要因素的研究探討，是十分有必要意義的。

（1）環境的研究及參數變化范圍。空冷凝氣的機器裝置一般都是露天安裝在廠房周圍的，所以與外界的氣溫、濕度、風速等環境因素都有直接的接觸，因此受的影響也較大。

經過反復的實驗證明，當處于自然環境暴露中的機器面對大于7m/s 秒的風速的同時，機器散熱板上散發出的熱氣會被風壓彈回，這時，空冷凝氣的機器就會被包圍在被彈回的大量熱風（熱空氣）中，這也就是熱風的空氣循環。甚至，如果機器處于一個迎風的地形環境下，機器第一或第二排的扇面會出現強烈的倒流現象。隨著風速的增強，機器的散熱效果會被以一種極快的速度壓制，讓空冷散熱器所處的要求度降低。這段波動范圍被限制在7～25m/s 的風速范圍內。在夏季，高溫環境和熱風的倒灌情況產生作用頻繁，對直接機組背壓產生極速提高的影響，從而讓直接機組被動進入超負荷狀態，甚至嚴重的時候會導致整個機組跳閘。

這是在大環境下直接機組所不得不受到的大范圍影響。

（2）散熱板極易堆積灰塵。目前，大多生產廠家所在地必然不能是在市區內，為了保護環境和市容美化，基本上所有的生產廠家都處于郊區以及環境較差的地方，這就造成了郊區地區大量生產廠區堆積，環境惡劣，再加上必然會有許多大型運貨車的來來往往，極易造成尾氣集中排放，導致當地氣候惡劣，空氣質量極差。

然而，直接機組基本屬于露天布置，散熱片之間間距又小，再加上在夏季極易引起熱風倒灌，空氣中的細小灰塵顆粒就被帶到了散熱片間堆積下來，日積月累讓灰塵越堆越多，就大大影響了直接機組的散熱效果，導致機組背壓升高。經過調查研究，保持環境溫度濕度風速不變，由堆積灰塵造成的機組背壓升高最多可以導致背壓升高9 或10kPa。

（3）軸流機入口處風力溫度。在實驗地區的氣候，夏季常年高溫37～42℃，機組的飽發溫度為37℃，而由于直接機組在運行中以空氣作為冷卻的中間物質，因此，機組的背壓會明顯地受到自然環境的自然風溫度影響，這種影響，隨著自然環境天氣溫度的不斷提高，進口處的自然風溫度溫度升高，在排氣處的溫度基本恒定不變的情況下，由于很難散熱，熱量基本堆積在機器內，于是導致了直接機組內背壓提升，影響機組運行，大幅抑制了機組的發揮功效。

3 關于如何降低直接機組背壓的辦法實驗探究

（1）就散熱板積灰問題來說，清理積灰才是最好方式。

①工業型清洗。以實驗目標來說，經常出現散熱板積灰堆污。因此，就如何清理積灰，實驗機組經常采用各種方式清理。其中，包括了利用高壓水泵來對散熱板清洗、配合不銹鋼管道組成清洗系統、用可以移動的帶噴嘴的清洗工具清洗以及通過導軌、軟管、吊架、閥門等零部件組合而成的清洗工具等。通過工業型清洗，在實驗目標上的實驗可以看到，直接機組的各個組件，各種運行部門相較之前的運行效率，得到了很高的提升，經濟實用性也得到了很大的開拓，最為明顯的，就是直接機組的背壓得到了相當明顯的降低。工業型清洗積灰后直接機組背壓顯著降低，證明工業型清洗散熱板有效。

②計算并優化組合清洗系統。根據工業型清洗對整個直接機組背壓降低的效果來看，要最大程度并且最大限度地清洗積灰，降低背壓，同時降低成本支出，就必須對每次清洗積灰后進行計算分析，采取計算所得最優結果。而為了能夠獲得最為精確最接近最優結果的實驗數據，只能進行大量甚至是海量的重復性實驗。由于數據龐大，為了簡潔文本頁面，這里便只公開最優結果，在多次實驗過后，進過計算發現，當清洗系統將凝氣器溫度降低至66℃時，直接機組背壓降至合適的值，此時，經濟效果和直接機組運轉功率成最優組合。

（2）運用噴霧來對直接機組進行增濕，也是降低背壓的好辦法。

在直接機組內的空冷機組的運作程序中，空氣所占的地位是極度重要的，空冷機組是一種利用空氣來直接對泛氣進行冷卻的機組部分，而在這個機組的入口處，對空氣溫度的敏感遠超其他機組部分，溫度對這一直接機組部分有顯著的影響。利用增濕噴霧對直接機組的空冷機組部分進行增濕，能有效地降低機組內的溫度，進而降低直接機組背壓。所謂的增濕噴霧的工作程序，其實就是讓高壓水通過增濕噴霧的噴口處，并被處理細化成霧狀水，之后進行大范圍大面積的直接機組部分增濕，同時，因為霧化噴霧在直接機組部分上的增濕，也可以吸引空氣中的水分子進行依附，進一步使直接機組背壓降低，提高直接機組運行的效率，也保護直接機組避免超負荷運轉，延長了直接機組的壽命。

噴霧增濕對直接機組的清洗系統來說，也是一個十分有效且優秀的操作手段，散熱板內堆積的灰塵僅僅只靠清洗可能清洗的不會十分細致，而用高壓水槍清洗又不現實，所以，噴霧增濕氣內的高壓水通過噴口噴出，也能進行精細的散熱板積灰清理。

（3）將直接機組內軸風機超頻率工作。實驗發現，在軸風機入口處的風力以及空氣溫度恒定不變的時候，如果風量變大，直接機組的背壓會顯著降低，如果風量降低，直接機組的背壓就會顯著提高。在夏季，人如果感到悶熱，時常會采用電風扇和空調降低溫度，在使用電風扇和空調的時候，可以明顯感覺到冷風的風力流動，這就是冷卻的空氣被風力推動降低了人的體感溫度，這一辦法針對直接機組背壓的降低同樣適用，因此，由這一概念以及根據多次實驗得出的結果進行類比總結得出，冷卻風的使用對降低直接機組背壓有明顯的效果，而實驗的數據表明，當風量在30m/s 的時候，機組的背壓降低至30kPa，有利于機組運行的效率。軸風機對于直接機組來說，更類似于一個大型電風扇，帶動了空氣流動，并降低了直接機組所處的空氣環境的溫度，因此，他對直接機組的背壓降低手段不只是風量，還有對所處環境溫度的改善。

4 結語

由于夏季環境氣溫高，直接機組內的散熱能力在多種條件束縛下散熱能力十分差，導致機組背壓升高時，機組難以配合并發揮最大效率。而對直接機組在夏季的運行來說，恰好碰上使用直接機組的高峰期，這一矛盾一直是對整個機組生產工廠來說亟待克服改變的問題。因此，本文在經過多中精密實驗后，在針對直接機組夏季受影響的關鍵性的幾個因素，提出了較為有效，并能適當地解決當下面臨這種問題的解決措施。

（1）當高壓水清洗結構系統進行配合使用的時候，對直接機組的背壓降低有高達7kPa 的背壓。

（2）噴霧式增濕器在投入整個直接機組運行使用過程后，對機組運行時空氣的溫度及濕度條件進行改善，背壓降低了5kPa。

（3）當軸風機投入運行，并以55Hz 運轉時，冷卻風量增大，多出了約2600 的風量，此時，機組背壓降低了4kPa。