330MW供熱機(jī)組直接空冷凝汽器節(jié)能分析

江　東

（國投伊犁能源開發(fā)有限公司,新疆 伊寧 835000 ）

330MW供熱機(jī)組直接空冷凝汽器節(jié)能分析

江東

（國投伊犁能源開發(fā)有限公司,新疆 伊寧 835000 ）

針對330MW直接空冷供熱機(jī)組風(fēng)機(jī)多、電耗率高等特點，通過優(yōu)化試驗，得出風(fēng)機(jī)節(jié)能經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，同時為降低電耗，機(jī)組正常運行期間盡量保持同列中各風(fēng)機(jī)的頻率相同；低負(fù)荷時盡可能保持各列風(fēng)機(jī)多投、低頻運行對直接空冷機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運行具有參考意義。

直接空冷機(jī)組;風(fēng)機(jī)電耗;節(jié)能

1　設(shè)備概況及工作原理

國投伊犁能源開發(fā)有限公司2×330MW直接空冷供熱機(jī)組為亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排、空冷抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，配以1180t/h亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐，空冷設(shè)備采用的是北京龍源冷卻技術(shù)有限公司生產(chǎn)的鋁鋼單排管變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)直接空冷凝汽器（簡稱ACC），布置在汽機(jī)房外，安裝在空冷平臺上。

直接空冷技術(shù)即用空氣直接冷卻汽輪機(jī)的排汽，空氣與排汽之間進(jìn)行熱交換。直接空冷的凝汽器稱為空冷凝汽器，由橢圓形扁平基管釬焊鋁翅片的管束組成。

機(jī)械通風(fēng)空氣冷卻凝汽器（ACC）冷卻的是汽輪機(jī)低壓缸排汽，兩臺機(jī)組共用一個空冷凝汽器平臺，共由60個換熱單元（每臺機(jī)30個）組成。若干根翅片管構(gòu)成一個完整的單排管束，每10片管束兩兩相對，形成一“A”形換熱單元，每5個換熱單元組成一列散熱段。每臺空冷凝汽器由6列散熱段組成，每列散熱段上端有一根配汽管、一根抽真空管，下端有兩根匯集凝結(jié)水的管道（即蒸汽∕凝結(jié)水聯(lián)箱）。兩臺空冷凝汽器的散熱段、管道布置是完全對稱的。每臺機(jī)組直接空冷系統(tǒng)配置4個排汽隔離閥、8個凝結(jié)水閥和4個抽真空閥（在A、B、E、F列布置）。每列換熱單元由42片順流換熱管束和8片逆流換熱管束組成5個換熱單元，其中每一列的1、2、4、5換熱單元全部為順流換熱管束，第3換熱單元由8片逆流換熱管束和2片順流管束組成。低壓缸排汽向下流入排汽裝置，蒸汽進(jìn)入水平布置的主排汽管道向上輸送到空冷凝汽器頂端的6根蒸汽分配管，蒸汽攜帶的熱能被流經(jīng)空冷凝汽器翅片管表面的冷卻空氣帶走，冷卻凝結(jié)形成的水匯入12根管束下聯(lián)箱，流入下方的凝結(jié)水管，在自身重力的作用下沿1根凝結(jié)水總管流回凝結(jié)水箱，由凝結(jié)水泵升壓，送至鍋爐給水系統(tǒng)。空冷凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體由設(shè)在逆流凝汽器頂部的抽空氣管道抽出。

2　空冷風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運行及優(yōu)化運行措施

2.1 風(fēng)機(jī)電耗情況及超頻運行的經(jīng)濟(jì)性分析

（1）國投伊犁能源開發(fā)有限公司2×330MW機(jī)組共有60臺功率為132kW的空冷風(fēng)機(jī)，ACC所需要的冷卻空氣由排布在空冷凝汽器平臺下部的空冷風(fēng)機(jī)提供，空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由變頻器控制，正常變頻范圍是30–100%，但在環(huán)境溫度在20℃以上時變頻范圍是30–110%，其中100%--110%（50HZ-55HZ）為超頻轉(zhuǎn)速運行。

（2）為了計算風(fēng)機(jī)超頻后所增加的電量與風(fēng)機(jī)超頻后機(jī)組所增加的效益達(dá)成平衡，通過對2013、2014年相關(guān)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得出結(jié)論并為運行人員操作調(diào)整提供依據(jù)，具體試驗分析如下：

1）試驗經(jīng)過：將風(fēng)機(jī)頻率由50Hz增加到55Hz，觀察機(jī)組真空的變化情況，運行至真空不再發(fā)生變化為止，記錄真空值及每臺風(fēng)機(jī)的電流變化，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)計算。

2）數(shù)據(jù)記錄：

試驗開始時間：19：00試驗結(jié)束時間：20：00機(jī)組負(fù)荷：215MW真空升高平均值1.3573Pa，電量增加值合計647827W。3）經(jīng)濟(jì)性核算

參照依據(jù)：真空以設(shè)計背壓（真空—84kPa）為基準(zhǔn)，每變化1%，影響煤耗約2.045g/kwh（引用同類型機(jī)組）；原煤單價按210元/噸，電價0.20元/kwh（上網(wǎng)電價）計算。

超頻后真空上升1.3573kPa，真空變化率為1.61%，影響煤耗約3.292 g/kwh，折合成煤量每小時減少0.708噸，風(fēng)機(jī)超頻后每小時增加電量為647.827kwh，能耗比較：

通過以上分析試驗計算出效益差為29.11元，可見超頻后機(jī)組經(jīng)濟(jì)性將明顯提高。

2.2 優(yōu)化運行措施

2.2.1 正常運行方式

（1）進(jìn)入夏季機(jī)組背壓逐漸上升，投入空冷風(fēng)機(jī)超頻運行是降低機(jī)組背壓的主要手段之一，按照風(fēng)機(jī)超頻能耗平衡點真空變化值曲線進(jìn)行判別，保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

（2）投入空冷噴淋也是有效降低機(jī)組背壓的手段之一，當(dāng)機(jī)組背壓因環(huán)境溫度高達(dá)37℃、背壓到25kPa，應(yīng)投入空冷噴淋系統(tǒng)運行，背壓低于16kPa時停止空冷噴淋系統(tǒng)運行。

（3）為保證低電耗空冷島正常運行期間，應(yīng)盡量保持同列中各風(fēng)機(jī)的頻率相同，低負(fù)荷時盡可能保持各列風(fēng)機(jī)多投、低頻運行。2.2.2大風(fēng)期間運行方式調(diào)整

直接空冷系統(tǒng)受風(fēng)向、風(fēng)速影響比較明顯。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到5m/s以上時，不同風(fēng)向有可能使空冷系統(tǒng)形成熱回流，降低風(fēng)機(jī)效率：冷空氣經(jīng)過ACC散熱器后轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)呈羽流狀上升，背爐斜后方向來風(fēng)壓制在ACC散熱器平臺，熱風(fēng)又被風(fēng)機(jī)吸入，形成熱風(fēng)再循環(huán)，使背壓頻繁波動。如果一味地將風(fēng)機(jī)投自動，會造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速忽高忽低、急劇變化，空冷島產(chǎn)生共振、共鳴現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對空冷的安全運行極為不利，風(fēng)機(jī)的電耗率也比正常時高出許多。因此，在大風(fēng)期間，空冷風(fēng)機(jī)最好手動調(diào)整，留足背壓跳機(jī)裕度，讓背壓隨風(fēng)適度波動，不會對汽壓造成大的影響。在具體的調(diào)整中，根據(jù)外界風(fēng)向，風(fēng)機(jī)手動、自動也可以同步進(jìn)行，迎風(fēng)面的風(fēng)機(jī)或逆流風(fēng)機(jī)手動控制，保持恒速，其余部分風(fēng)機(jī)投入自動，可以有效地降低電耗率，同時也可避免運行人員頻繁調(diào)整。

[1]汽輪機(jī)設(shè)備及其運行系統(tǒng)[M].華東六省一市電機(jī)工程學(xué)會:中國電力出版社.

[2]CZK330-16.67/0.4/538/538中間再熱空冷抽汽凝汽式汽輪機(jī)運行說明書[S].上海汽輪機(jī)有限公司.

[3]上海新華.電站汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)-DEH[M].中國電力出版社,2005(05)1.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.057