直接空冷島改進前后分析對比

(山西漳電同達熱電有限公司，大同 037000)

0 引 言

直接空冷系統是汽輪機的排汽通過粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器內，軸流冷卻風機使空氣流過散熱器的外表面，將排汽冷卻成水，凝結水再經凝結泵送回汽輪機的回熱系統。由于地理因素，我廠所處的環境在夏季時相對高溫干燥少雨，因此夏季空冷島的運行受環境影響相對較大，機組的高背壓已經嚴重影響了負荷率。本文就同達#1機組為提高機組的帶負荷能力，減少發電成本，對空冷裝置進行冷卻降低空冷機組背壓、提高真空度行之有效的方法為進行空冷島散熱片的沖洗及空冷島改造噴淋裝置。

1 設備概述

山西漳電同達熱電有限公司為2臺330 MW循環流化床鍋爐(CFB)，我廠汽輪機的排汽引入室外空冷排汽裝置內直接用空氣來將排汽凝結，稱為直接空冷(ACC)系統。

真空泵設3臺100%容量的水環真空泵，正常時一臺運行維持真空；正常干空氣泄漏量65～90 kg/h，抽真空容積6 250 m3；啟動抽真空三臺泵運行時40 min抽到35 kPa(a)。空冷島共有30臺風機，分6排，每排5臺風機，30臺風機總功率3 188 kW，TRL工況時排汽量719.95 T/H。順、逆流管束尺寸10 m×2.22 m，每列順、逆流管束數量：46/8。每臺機組一根DN5800主排汽管，設有兩個防爆門，主管分出6個DN2400的支管，空冷島平臺高度38米。

2 直接空冷系統的工作原理

汽輪機排出的乏汽經排汽管道和蒸汽分配管進入順流管束。軸流風機強制吹風，空氣在空冷管束外側流動。蒸汽在空冷管束內被冷凝為水。不凝結的氣體通過真空泵由抽真空管道排出。冷凝水匯至冷凝水收集箱，經冷凝水流出口返回鍋爐，實現循環利用，見表1。

表1 空冷凝汽器設備規范

圖1 直接空冷系統流程圖

3 空冷島運行對機組帶負荷的影響

由于地理因素，我廠所處的環境在夏季時相對高溫干燥少雨，因此夏季空冷島的運行受環境影響相對較大；在機組負荷250 MW及以上時，空冷島風機滿出力的情況下機組的背壓已達20 kPa以上，高負荷高背壓運行不僅增加了煤耗量，低環保數值的控制不易調整；機組的高背壓已經嚴重影響了負荷率，為提高機組的帶負荷能力，減少發電成本，對空冷裝置進行冷卻降低空冷機組背壓、提高真空度行之有效的方法為進行空冷島散熱片的沖洗及空冷島改造噴淋裝置。

4 改進措施

為此空冷島專門裝設了空冷沖洗水系統，在夏季高溫炎熱時對空冷島散熱片進行全面降溫散熱，并通過此裝置來清洗散熱片上的雜質，保持散熱片的效果。

空冷沖洗水泵的水源來自化學的除鹽水，沖洗水泵的額定電流為103 A，出口壓力最高為8 MP，流量為320 L/min，此裝置足以滿足空冷島散熱片的沖洗要求。但空冷的沖洗存在片面性和階段性，為此今年我廠空冷島進行改造，空冷加裝噴淋裝置，目的為降低運行背壓，降低機組煤耗，提高經濟性，同時提升機組帶高負荷的能力。

剛開始噴淋裝置系統引接于空冷沖洗系統，通過在40排的連接總管將噴淋裝置分別引接于空冷的6排當中，其中在空冷風機所在每個單元的兩側又分別引出4路管束作為空冷散熱片噴淋。

在進行空冷噴淋裝置試投運時，起初在噴淋裝置全部投入運行時，噴淋裝置無水流出，沖洗水泵的就地出口壓力調整至最高但壓力表顯示仍幾乎為零；通過調整將噴淋裝置只保留兩排投運，噴淋仍無效果；最后將噴淋裝置全部退出，結束試運。

此次噴淋試運未達到預期效果，說明由于噴淋裝置的管束面積較大，且噴淋出水必須滿足一定的壓頭才能達到噴淋散熱的效果，現有沖洗水泵的出力及流量不足以滿足噴淋裝置的要求；因噴淋裝置在今后使用時將有可能全部投運，所以針對噴淋裝置的有效使用，將噴淋水源接在鍋爐上水泵出口管路上，經過投運試驗滿足實際要求，現已正常投入使用，見表2。

表2 鍋爐上水泵性能參數

表3 鍋爐上水泵電機性能參數

5 空冷島改進后的效果對比

空冷噴淋裝置投停說明(可根據實際情況適當調整)：

(1)投運規定：環境溫度大于15 ℃，機組背壓大于15 kPa，且空冷風機出力已經滿出力

(2)停運規定：環境溫度低于15 ℃，或噴淋系統投運后機組背壓降至15 kPa以內，運行人員可根據現場實際運行工況下令停運噴淋系統，見表4。

表4 在機組負荷相同、空冷風機滿出力情況下噴淋裝置投運與未投運的對比

6 結束語

由此可見空冷島進行定期沖洗及改造噴淋裝置的必要性，不僅改善了空冷島系統的運行環境、節約煤耗、保證環保數值的調整在可控范圍內，尤其對機組帶高負荷及機組長周期穩定運行帶來了明顯的效果。最近正值“迎峰度夏”階段，且電力現貨交易連續運行期間，機組需按現貨交易出清電力曲線帶負荷，在長時間帶高負荷階段不受機組背壓的制約，在確保機組安穩運行的狀態下能更長周期帶高負荷運行，保證了現貨交易市場需求同時取得較大的經濟效益。