600?MW間接空冷機(jī)組空冷塔散熱器冬季防凍優(yōu)化

楊 凱

(大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

0 概況

某電廠1期為6臺(tái)350 MW燃煤水冷發(fā)電機(jī)組，2期為2臺(tái)600 MW燃煤間接空冷發(fā)電機(jī)組。2期工程2×600 MW空冷機(jī)組汽輪機(jī)制造商為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，是國(guó)內(nèi)首座間接空冷發(fā)電機(jī)組(2005-05-18開工建設(shè)，2007-09-20投入商業(yè)運(yùn)營(yíng))。該機(jī)組冷卻系統(tǒng)采用表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)，為自然通風(fēng)冷卻塔的間接空冷系統(tǒng)。空冷散熱器采用全鋁制六排管冷卻三角，垂直布置在空冷塔的周圍。

循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器的水側(cè)，通過表面換熱冷卻凝汽器汽側(cè)的汽輪機(jī)排汽，受熱后的循環(huán)水由循環(huán)水泵送至空冷塔，通過空冷散熱器與空氣進(jìn)行表面換熱；循環(huán)水被空氣冷卻后再返回凝汽器冷卻汽輪機(jī)排汽，構(gòu)成了密閉循環(huán)。火電廠汽水流程如圖1所示。

圖1 火電廠汽水流程

1 散熱器現(xiàn)狀

間接空冷系統(tǒng)選用自然通風(fēng)冷卻塔。在塔底的一圈邊緣位置布置散熱器，呈圓形分布，并將其劃分為8個(gè)區(qū)域，這8各區(qū)域被稱為8個(gè)扇區(qū)(見圖2(a))。每個(gè)扇區(qū)有22個(gè)冷卻三角，分為11組；每組包括2組冷卻三角散熱器、1個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。每個(gè)扇區(qū)的循環(huán)水全部由11組散熱器的底部進(jìn)入，然后從頂部回流至母管，母管安裝3個(gè)PT100溫度測(cè)量元件，當(dāng)3個(gè)溫度信號(hào)都正常時(shí)，取3個(gè)溫度平均值為扇區(qū)總的出水溫度；當(dāng)1個(gè)溫度與另2個(gè)溫度偏差大于設(shè)定值或發(fā)生故障時(shí)，取2個(gè)正常值的平均值為扇區(qū)總的出水溫度。通過1個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制百葉窗的開度對(duì)散熱器的進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行控制，以控制每個(gè)扇區(qū)總的出水溫度。

由于外界風(fēng)速和散熱器流速偏差，各個(gè)散熱器出水溫度存在較大差異。因?yàn)楦鱾€(gè)散熱器沒有有效溫度監(jiān)測(cè)手段，只能控制每個(gè)扇區(qū)總的出水溫度(22個(gè)冷卻三角混合后的出水溫度)，部分散熱器出水溫度較整個(gè)扇區(qū)總的出水控制溫度偏低4-8 ℃。在冬季，如果盲目降低扇區(qū)出水溫度，在惡劣天氣下極易造成空冷扇區(qū)冷卻三角管束凍結(jié)破裂，整個(gè)冷卻三角隔離，設(shè)備損壞，損失巨大，降低機(jī)組運(yùn)行的效益。

2 防凍優(yōu)化措施

間接空冷系統(tǒng)選用自然通風(fēng)冷卻塔，由于外界風(fēng)速和散熱器流速偏差，散熱器出水溫度存在較大差異。散熱器布置在自然通風(fēng)冷卻塔底部一圈邊緣位置，呈圓形分布，分為8個(gè)扇區(qū)。由于外界風(fēng)速與風(fēng)向的變化，進(jìn)入每個(gè)扇區(qū)每個(gè)冷卻三角散熱器的風(fēng)量是不同的，那么每個(gè)冷卻三角散熱器的換熱量也不同，這導(dǎo)致每個(gè)冷卻三角散熱器出水溫度可能存在很大的偏差。根據(jù)運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)一個(gè)扇區(qū)停運(yùn)時(shí)，關(guān)閉停運(yùn)扇區(qū)相鄰兩側(cè)的冷卻三角散熱器電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)控制百葉窗。當(dāng)扇區(qū)投運(yùn)時(shí)，扇區(qū)兩端的冷卻三角散熱器出水溫度極易偏低。在扇區(qū)兩端的部分冷卻三角散熱器頂部出口加裝測(cè)溫元件，在運(yùn)行中就可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)冷卻三角散熱器出口溫度。通過單獨(dú)控制冷卻三角散熱器的電動(dòng)百葉窗開度來(lái)控制其出口水溫，在保證空冷島安全的前提下盡量降低扇區(qū)總的出水溫度，保持主機(jī)背壓在最佳范圍，使機(jī)組處在最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。

圖2 空冷塔扇區(qū)及冷卻三角布置示意

如圖3所示，每個(gè)扇區(qū)選擇在1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、7號(hào)、16號(hào)、18號(hào)、20號(hào)、22號(hào)冷卻三角散熱器的頂部出水管各安裝1支插入式測(cè)溫元件(PT100)，即每個(gè)扇區(qū)選擇8個(gè)冷卻三角散熱器的頂部出水管安裝插入式溫度測(cè)量元件，全塔共計(jì)64個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)。在自然通風(fēng)冷卻塔散熱器頂部平臺(tái)，每個(gè)扇區(qū)前4支測(cè)溫元件接入一個(gè)接線盒內(nèi)，后4支溫度元件接入1個(gè)接線盒內(nèi)；然后再由接線盒敷設(shè)電纜接入智能溫度巡檢儀，每2個(gè)扇區(qū)中間布置1個(gè)智能溫度巡檢儀，共安裝4個(gè)智能溫度巡檢儀。4個(gè)智能溫度巡檢儀用雙絞線串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)，然后再接入運(yùn)行人員監(jiān)視主機(jī)，以便于運(yùn)行人員監(jiān)視冷卻三角散熱器出口水溫和調(diào)節(jié)冷卻三角散熱器的電動(dòng)百葉窗開度。

智能溫度巡檢儀布置如圖4所示。

圖3 空冷塔測(cè)溫元件安裝位置

圖4 智能溫度巡檢儀布置示意

應(yīng)注意的是，由于測(cè)溫元件選擇安裝在三角散熱器出口匯集管道上，安裝時(shí)需要做好措施，防止鐵屑等雜物落入散熱器管束內(nèi)造成管束堵塞。

3 結(jié)束語(yǔ)

本次600 MW間接空冷機(jī)組空冷塔散熱器冬季防凍優(yōu)化，主要是為了在機(jī)組運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)冷卻三角散熱器出口溫度，保證每個(gè)冷卻三角散熱器的出力，避免冬季在惡劣天氣下盲目降低扇區(qū)總的出水溫度而造成空冷扇區(qū)管束凍結(jié)。在保證空冷島安全的前提下降低扇區(qū)總的出水溫度，保持主機(jī)背壓在最佳范圍，使機(jī)組處在最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。