直接空冷機組運行問題分析及措施探討

趙朝峰

摘 要：直接空冷機組在運行經(jīng)濟性和安全性方面與濕冷機組有明細區(qū)別，如：排汽壓力高、空冷設(shè)備耗電率高等。結(jié)合河北建投沙河電廠2*600MW直接空冷機組運行經(jīng)驗，探討直接空冷機組運行中的有關(guān)問題及解決措施，為提高直接空冷機組運行效率提供參考。

關(guān)鍵詞：直接空冷； 空冷島； 優(yōu)化運行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.027

0 引言

直接空冷技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用時間較短，缺乏運行經(jīng)驗。如何降低設(shè)備電耗，提高機組真空；如何高溫保證機組的滿出力和冬季能有效防凍。下面從不同角度探討。

1 真空系統(tǒng)嚴密性差

（1）問題分析。直接空冷系統(tǒng)龐大，存在大量焊縫及其他易漏真空部位，隨著運行時間的延長，因膨脹收縮劇烈及機械損傷，真空系統(tǒng)嚴密性呈持續(xù)下降趨勢。

（2）應(yīng)對措施。定期進行真空嚴密性試驗，發(fā)現(xiàn)異常，進行真空系統(tǒng)查漏。室內(nèi)真空系統(tǒng)查漏可采用氦質(zhì)譜檢漏和超聲波等檢測方法。室外部分查漏相對難度較大，可在冬季運行中借助紅外成像儀確定低溫易積空氣區(qū)域，對該區(qū)域進行重點查漏。對于可隔離的空冷凝汽器，可在停機時采用壓縮空氣檢漏與超聲波檢漏相結(jié)合的方法。

2 換熱片臟污

2.1 問題分析

強制通風的翅片管束表面會產(chǎn)生灰塵、楊絮等污垢，傳熱系數(shù)降低，流動阻力增加。尤其是楊絮期，短時間內(nèi)大量楊絮堵塞空冷散熱翅片，空冷凝汽器散熱能力急劇下降，嚴重影響機組安全。

2.2 應(yīng)對措施

（1）優(yōu)化沖洗設(shè)備。優(yōu)化前，沙河電廠曾由于沖洗設(shè)備出力限制，大量楊柳絮堵塞空冷散熱翅片，造成機組非停。優(yōu)化后，每臺機組空冷島沖洗系統(tǒng)配置2臺由6kV、250kW電機驅(qū)動流量85t/h的多級離心泵，并且噴頭數(shù)量增加至60個。2014年沙河電廠成為河北南網(wǎng)空冷機組唯一沒有因高溫出力受阻的電廠。

（2）合理安排沖洗工作。根據(jù)4、5月份多風、多絮狀物的氣候條件，加大沖洗頻率，及時將附著物沖洗掉，防止附著物板結(jié)或深入翅片縫隙。及時將沖洗掉落在空冷島及地面上的的絮狀物清理，防止二次污染。楊絮期過后，適當減少沖洗頻率。根據(jù)凝汽器真空和積灰情況，不定期沖洗空冷凝汽器外表面，保持空冷凝汽器良好的散熱性能。

3 空冷風機經(jīng)濟運行方式確定

3.1 問題分析

空冷機組配備變頻空冷風機，機組背壓可調(diào)范圍很大。機組投運時間越久，設(shè)備實際運行工況越偏離新機組設(shè)計值，科學調(diào)整空冷風機運行方式可使機組在最經(jīng)濟工況下運行。

3.2 應(yīng)對措施

定期進行空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化試驗，制定符合現(xiàn)場實際的空冷風機最優(yōu)運行方式。首先通過記錄不同位置空冷風機的電流，繪制空冷風機功率-頻率曲線。通過調(diào)整風機轉(zhuǎn)速改變機組背壓，記錄背壓變化，負荷變化情況。試驗結(jié)果表明：機組背壓每變化1kPa，負荷變化約2.6MW。通過采集各工況數(shù)據(jù)，計算風機運行功耗增量與機組發(fā)電量增量差值，得出機組最佳真空曲線。試驗結(jié)果表明：當環(huán)境溫度低于15℃時，風機提升轉(zhuǎn)速收益遠遠大于機組廠用電的功耗，所以在保證機組背壓不低于阻塞背壓的前提下，盡量提高風機轉(zhuǎn)速。環(huán)境溫度高于30℃時，考慮機組安全，應(yīng)保持空冷風機額定轉(zhuǎn)速運行，必要時超頻運行，保證機組背壓最低。環(huán)境溫度在15-30℃時，可參照圖1所示曲線設(shè)定機組真空設(shè)定值偏置來控制機組背壓。運行數(shù)據(jù)表明：各風機風速相同時風機功耗最小。風機轉(zhuǎn)速較低時其空載功率占比大，當轉(zhuǎn)速降低20Hz以下，應(yīng)停運風機。

4 空冷島度夏

（1） 問題分析：在高溫時段，機組背壓過高，機組不能滿發(fā)；凝結(jié)水溫度過高，造成精處理裝置退出。

（2）應(yīng)對措施：1）空冷風機超頻運行，提高空冷凝汽器冷卻風量，降低機組背壓。2）提高真空泵出力。部分蒸汽會隨著不凝結(jié)氣體進入到真空泵內(nèi)，可增加真空泵運行臺數(shù)。真空泵工作液溫度直接影響真空泵抽真空能力，降低工作液溫度，對真空泵進行連續(xù)換水。3） 對凝結(jié)水系統(tǒng)連續(xù)補充低溫凝補水，在一定程度降低凝結(jié)水溫度。4）空冷島噴淋降溫。增設(shè)噴淋裝置可以增加空氣濕度，降低空氣溫度，利用沖洗水的蒸發(fā)潛熱降低空冷凝汽器的溫度，降低機組背壓。

5 空冷島防凍

（1）問題分析：空冷島翅片管束內(nèi)結(jié)冰，造成設(shè)備損壞。

（2）應(yīng)對措施：加強運行調(diào)整，空冷散熱器凝結(jié)水溫度應(yīng)大于35℃，各列溫度偏差不大于3℃；必要時啟動風機回暖，及時增開真空泵，直至各列凝結(jié)水溫度回升至35℃以上并均勻一致，并加強空冷散熱面測溫工作。

6 優(yōu)化運行調(diào)整

（1）關(guān)注天氣變化，掌握大風、高溫等不利天氣信息，做好充足準備工作；（2）提高操作水平。空冷凝汽器的慣性比較大， 操作時應(yīng)做好預(yù)測；操作不可過量，防止過調(diào)；每一次操作完成后，需要一定穩(wěn)定的時間，以觀察調(diào)整后的效果；（3）提高巡檢質(zhì)量。隨手關(guān)閉各間隔小門，防止串風；（4）做好空冷風機耗電率與機組真空度指標統(tǒng)計及分析工作，根據(jù)同比、環(huán)比、機組間橫比等數(shù)據(jù)采取措施。

7 進一步優(yōu)化前景

（1） 設(shè)置空冷RB邏輯。環(huán)境風速突升、風向突變或多臺風機同時故障時，機組背壓會快速大幅升高，通過空冷RB功能，減少汽輪機排汽量，快速降低背壓，使機組回到安全運行區(qū)域，避免機組跳閘。

（2）增設(shè)尖峰冷卻裝置。夏季，利用尖冷裝置提高機組運行的經(jīng)濟性和可靠性；冬季又能發(fā)揮空冷島節(jié)水的優(yōu)勢。

（3）空冷機組供熱改造，實現(xiàn)大部分的冷源損失的回收利用。

8 結(jié)束語

掌握直接空冷機組運行規(guī)律，科學合理進行運行優(yōu)化調(diào)整，分析其運行中遇到問題，采用針對性技術(shù)措施，通過技術(shù)改造，保證空冷機組安全經(jīng)濟運行。

參考文獻：

[1]趙凌俊，武云龍.直接空冷機組運行中常見問題分析及處理[J].科技傳播，2010.