發電廠空冷島風機電耗分析與探討

呂龍城 李丹

摘要：某發電廠直接空冷發電機組，其空冷島風機的功率消耗，在廠用電率中占有很大比例。可見空冷風機的節能省電進行認真仔細的研究是當前各大電廠應該著力解決的問題。針對直接空冷發電機組空冷島風機的高電耗問題，如何采取有效的措施降低耗電量是我們共同需要探討的問題。

關鍵詞：直接空冷.空冷凝汽器.經濟性分析

某發電廠三期#4、5機組為國產第一臺2×300MW燃煤直接空冷發電機組，配哈爾濱鍋爐廠生產的1056t/h自然循環鍋爐，汽輪機為哈爾濱汽輪機廠生產的NZK300—16.7/537/537亞臨界、中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、直接空冷冷凝式，額定功率主汽流量943.8t/h，額定背壓15Kpa，凝汽量688.2t/h，冷卻方式為單元制空氣直接冷卻機力通風。考慮到防風，每臺機組裝有5排×6列共30臺160kw哈爾濱空調有限公司制造的冷卻變頻風機，冷卻面積86.3256萬平方米，冷卻面積比進口空冷風機大11萬平方米左右。風機為ACC自動控制。在夏季干球溫度為34℃，外界環境風速5m/s，風機100%轉速情況下，保證汽輪機排汽背壓不大于28Kpa。

1、空冷風機的耗電問題

空冷島不僅體積龐大，而且涉及到電氣、熱工、機務等多個專業。空冷機組由于風機多，電耗大，風機的電耗平均占廠用電耗的10%左右。一般占總發電量的1.3—1.6%。它的優化運行空間很大。做好了可以帶來可觀的經濟效益。當空冷風機在100%轉速下運行時，風機消耗功率為3333kw.h，風機消耗的廠用電率為1.1%，約占機組廠用電率的12%左右。一列風機全部停止運行，其余各列風機頻率全部為50赫茲，風機消耗功率為2910kw.h，風機消耗的廠用電率為0.97%，約占機組廠用電率的10.8%左右。所有風機全部運行，其中順流風機頻率全部為40赫茲，逆流風機頻率全部為45赫茲，風機消耗功率為1950kw.h，風機消耗的廠用電率為0.65%，約占機組廠用電率的7.25%左右。如果將風機轉速降至88%，風機消耗功率為1740kw.h，風機消耗的廠用電率為0.7%，約占機組廠用電率的6%左右。節電效果非常顯著。

2、空冷風機的耗電試驗：

2.1機組投產后，在提高機組效率，降低發電成本上我們做了積極的工作。在空冷的優化運行方面，我們從以下兩個方面作了工作：一是合理調整運行方式，取得最佳真空值，使煤耗和電耗的總耗達到最小以取得最小的發電成本。二是在同一負荷和最佳真空下，調整風機的運行方式，使風機電耗達到最小，有效的降低電耗。減少發電成本。為此我們多次進行了試驗，其中一次我們進行了如下試驗：

2.2一列風機（20列）全部停止運行，其余各列風機頻率全部為50赫茲：

2.3一列風機（20列）全部停止運行，該列所有風機油泵全停，風機停電。其余各列風機頻率全部為50赫茲：

2.4所有風機全部運行，其中順流風機頻率全部為40赫茲，逆流風機頻率全部為45赫茲：

2.5所有風機全部運行，其中順流風機頻率全部為40赫茲，逆流風機頻率全部為40赫茲：

3、試驗數據如下：

4、根據試驗數據分析：

4.1當20列風機全部停止運行，其余各列風機頻率全部為50赫茲與20列風機全部停止運行，20列所有風機油泵全停，風機停電。其余各列風機頻率全部為50赫茲這兩種運行方式下，風機耗電沒有變化。

4.2當所有風機全部運行，其中順流風機頻率全部為40赫茲，逆流風機頻率全部為45赫茲時，電耗由2910千瓦時降至1950千瓦時，降低960千瓦時。

4.3當所有風機全部運行，其中順流風機頻率全部為40赫茲，逆流風機頻率全部為40赫茲時，電耗由2910千瓦時降至1740千瓦時，降低1170千瓦時。但是由于環境溫度升高，機組真空下降9.7Kpa。

從試驗可以看出，在真空基本不變的的情況下，將所有風機降速比停幾臺風機運行電耗小的多。所以空冷優化運行應注意空冷島正常運行期間，盡量保持同列中各風機的頻率相同，低負荷時盡可能保持各列風機多投、低頻運行。

5、問題探討

5.1內蒙古地區晝夜溫差大，機組在夜間低負荷運行，環境溫度低于25℃時，可將風機轉速降速運行，降速時，盡量使機組的真空變化不大于2Kpa，汽輪機效率變化不明顯。

5.2春、秋兩季當室外環境溫度低于25℃，機組低負荷運行時，空冷風機也可降速運行。真空或者背壓控制與上述方法相同。

5.3空冷島正常運行期間，盡量保持同列中各風機的頻率相同，低負荷時盡可能保持各列風機多投、低頻運行。

5.4機組夜間低負荷運行時，ACC控制系統可投入自動控制，應將機組背壓設置的稍高一些，以保證順流風機能夠降速運行。當然風機的降速運行必須是有依據的，否著降速引起的真空下降會使發電煤耗過多增加，當煤耗增加的費用大于風機降速節電省下的費用時便得不賞識了。

5.5初步測算直接空冷機組所有風機一半轉速運行電耗是所有風機全速運行電耗的1/（5—6）。風機降速70—80%，可使廠用電率降低0.3—0.5個百分點，可年節約電耗費用500-600萬元。經濟效益可觀。這一項目適用于所有的直接空冷機組，是直接空冷機組的經濟運行的依據。

結束語：

該廠#4號機、5#號機投產以來，平均每個月節省資金近20萬元。取得了巨大的經濟效益。#4、5機從投產到現在，平均背壓只有16.2KP，說明我們的機組真空情況良好，空冷的優化運行已經取得了顯著的成果。特別在風機節電方面取得了寶貴的經驗。當然直接空冷的優化運行同時要考慮長期的利益，如風機的壽命及檢修費用，空冷系統的腐蝕等問題。還需要我們不斷的探索和總結。我們將在總結經驗的基礎上，在來年進一步做好這項工作。

參考文獻

[1]哈爾濱汽輪機廠300MW燃煤空冷機組汽輪機說明書。

[2]哈爾濱空調有限公司《300MW燃煤空冷機組汽輪機空冷島技術協議》。