空冷凝汽器尖峰冷卻節能技術

撰稿：國網河北省電力公司電力科學研究院 郭江龍

北方富煤缺水地區發電廠多采用空冷凝汽器，利用空氣直接冷卻汽輪機排汽。考慮到投資、冬季防凍等因素，空冷凝汽器在設計時，一般不會按照夏季最高溫度設計，多依據年平均溫度來設計。而北方地區，冬季、夏季溫度差極大，這就造成了機組在夏季運行時往往真空較低，導致機組熱經濟性較差，嚴重時甚至需要被迫降出力運行，影響機組發電量。

問題提出：國內外目前解決這一問題主要有2種方法，一是增加空氣冷卻器，空冷凝汽器部分乏汽直接引至強制通風空氣冷卻器進行冷凝后，回收至原空冷凝汽器集水井，其實質是增加了空冷凝汽器的散熱面積設計值；二是在空冷風機出口裝設由若干噴頭組成的噴霧強化換熱裝置，噴頭噴出的帶壓水與風機出口空氣接觸混合，由于水蒸發過程中會吸收很大的氣化潛熱，因此可以有效降低進入散熱器的空氣溫度，從而提高真空。但該技術對空冷凝汽器表面的潔凈程度要求較高，只有表面充分沖洗干凈才能達到預期效果。

推薦方法：采用吸收式熱泵技術，利用空冷機組回熱抽汽作為熱泵驅動蒸汽，提取空冷凝汽器部分乏汽余熱至凝結水中，以減少夏季空冷凝汽器的冷卻負荷，從而高效節能的解決空冷凝汽器夏季因冷卻能力不足造成的真空偏低，甚至影響機組出力的實際問題。

工藝流程：系統分為動力回路、低溫余熱回路和高溫水回路3個閉式循環。（1）動力回路：驅動蒸汽取自汽輪機組低壓缸某段抽汽，經其減溫器減溫后進入吸收式熱泵的熱泵發生器，放出熱量凝結成水。根據其凝水設計回收的溫度，進入空冷機組凝結水管路。（2）低溫余熱回路：空冷凝汽器部分乏汽引至吸收式熱泵，在吸收式熱泵蒸發器內放熱后進入空冷凝汽器凝結水箱。（3）高溫水回路：原空冷凝汽器凝結水箱內分流出的部分凝結水經吸收式熱泵的熱泵吸收器和冷凝器設備加熱后，進入空冷機組凝結水管路。工藝流程示意見圖1。

圖1 空冷凝汽器尖峰冷卻工藝流程示意

建議：在夏季極端天氣下，由于部分乏汽不再經過空冷凝汽器散熱，因而有效降低了空冷凝汽器的冷卻負荷，使機組真空能夠保持較高的水平。另外冬季若將凝結水加熱回路中凝結水切換為熱網水，則可以增加機組對外供熱量，大幅度提高吸收式熱泵設備的使用率，減少投資回收期。