空冷岛设备

空冷岛设备（精选6篇）

空冷岛设备 篇1

1 模糊层次分析法概述

层次分析法 (英文简称为AHP) 已广泛运用在多个领域中, 最早是在20世纪70年代由美国运筹学家T.L.Saaty教授提出的一种定性与定量相结合的系统分析方法。但是传统的层次分析法本身有一定的缺陷:首先参与评判的专家在构造判断矩阵时仅指派一定标度的整数及其倒数, 有时候不能够准确地反映出标度的模糊性和不确定性, 在衡量被评判目标机能的各个评判指标都存在一定程度的模糊特性。事实上专家学者们常常会给出相关的模糊变量, 比如三值判定:最小可取值、最大可取值、最大概率值、二值区域判定, 这样更为合理。其次, 在构建比较判断矩阵的时候, 仅仅由一个特定专家搭建比较判断矩阵常常带有一定程度的局限性, 进而造成依此计算获取的排序向量的依赖程度下降, 准确性也会大打折扣。此时通常用的方法是用不确定数 (常见不确定数有:正态分布型、梯形分布函数、三角模糊数、K次抛物线分布、Cauchy型分布、S型分布等) 来克服这种指标属性及属性值的模糊性和人脑思维的局限性。因为语言式模糊评判方式选用带语言参数的评判值来衡量参数的性能, 这些语言评判值来源于用户自定义的语言值评判集合。模糊层次分析法 (英文简称为Fuzzy-AHP) 正是源自传统的层次分析法与模糊数学相结合的新产物。选用模糊数取代点值构建模糊判断矩阵, 而后求解出权重的向量值, 通过模糊数矩阵和向量计算, 去除模糊化获取总体的模糊数所占权重, 最末再排定次序。此办法可以高效地展现判定的不明确性, 模型搭建与求解也相对便捷, 传统层次分析法可被视为模糊层次分析法的一个特殊实例。与传统的层次分析法比较, 模糊层次分析法可以在较大程度上克服点值评分没有任何弹性的弊病, 而且可以使专家个人喜好对评分的影响降到最低。

2 XX项目电站空冷岛设备分类实证研究

2.1 层次分析结构模型

其层次剖析构造模型如图1所示。

2.2 判断矩阵权重计算及排序

在构建完模型判断矩阵以及检验矩阵一致性后, 接着进行矩阵权重计算及排序。

由表1显而易见, 指定的某个要素与其他要素两者的权重比, 对各个设备来说, 都能够依照上表的权重占比展开实际的运算, 最后能够获得指定设备和其他设备彼此间的权重排名。

3 XX项目电站空冷岛设备质量控制流程设计

3.1 供应商管理体系的质量控制

供应商调查是公司了解新供方的第一道程序。采购部门从供应商提交的调查表中了解到基本情况、财务状况、质量体系、生产能力、人员构成、场地、设备、人员资质、无损检测等18个方面的实力。经过初步审核, 移交给质保工程师, 调查表及相关资料作为公司判断新供方是否具备合格供方能力的最基本依据。

3.2 采购合同的质量控制

买卖双方签订采购合同后2周内, 买方的项目经理负责组织由卖方项目经理、车间监理和买方技术部门、质量管理人员参加的项目启动会, 讨论和确定详细的供货范围等。卖方在项目启动会议之前应向买方项目经理提供生产计划以便确定卖方的进度。技术部门对设备供应商进行技术交底, 一般主要有细化图纸、解读技术规范等, 确保设备制造满足设计的要求。

3.3 设备制造过程质量控制

传统过程质量控制流程一般分为巡检、监造、验收。根据电站空冷岛设备的特点, 应从提高设计质量、针对设备质量多发病和常见病制定措施、完善质量废损制度、建立现代化质量信息系统四个方面开拓质量管理思路, 调整质量管理策略, 优化设备质量:提高设计质量、制定设备质量多发病和常见病措施、完善质量废损制度、建立现代化质量信息系统。

4 总结

电站空冷系统是我国电力建设的新兴产业, 行业发展起步相对较晚。但是随着国家对西北及北方内陆地区的发展建设, 电力缺口加大, 而湿冷系统的耗水巨大, 无法适应以上地区缺水的情况。随着中国持续的快速发展以及发展地区的内陆化, 电站空冷系统将会获得更多的应用, 随之企业对于该系统的质量要求也随之变得越来越高, 如何提高改系统的质量, 对其设备做好良好质量控制具有十分重要的意义。

参考文献

[1]陈明新.建筑工程项目质量管理与控制研究[D].青岛:中国海洋大学, 2009.

[2]姜继茂.建筑工程项目的施工质量管理研究[D].南京:南京理工大学, 2007.

[3]马万民.高等教育服务质量管理的理论与应用研究[D].南京:南京理工大学, 2004.

[4]谢四清.建筑工程质量管理与控制[D].成都:西南交通大学, 2004.

[5]罗长富.研究生教育服务质量管理研究[D].北京:中国农业科学院, 2006.

直接空冷机组空冷岛运行优化探讨 篇2

关键词：直接冷空机组,空冷岛,运行优化

本文根据空冷风机的运作模式, 设计出机组空冷岛运行优化的概念模型, 并以600MW直接空冷机为例, 对其进行了设备性能的运算和优化, 最后明确了空冷岛体系内冷却风机的优化运作形式以及背压最佳方式。

一、机组空冷岛运作机制

相关文献阐释, 当机组处于一定的温度条件下, 其负荷的不同会带来不同的风量、风机数目以及运作风机的转动时速, 但是有关风量和背压的最佳数据却无法确定。此外, 还有数据资料显示:当环境外在因素不一致时, 让一项机组背压得以维持的就是风量与负荷之间的内在联系, 而在机组的负荷和热力指数一致的情况下, 汽轮机设备的背压会对机组的经济性能产生一定的影响, 背压是受汽轮设备的排放量还有冷风机的风量共同影响的。当机组的负重和环境因素一致的时候, 随着风量的递增, 风机的损耗也会递增, 二者成正比递增或递减, 但是需要指出的是, 一旦风机的风量递减, 损耗虽然减小, 但是背压会变大, 经济性急剧下降。

二、空冷岛季节性运作分析

(一) 冬季运行特点

冬季气温骤降, 空气的凝结装置特别容易出现大规模的冷冻故障, 常常为机组的安全功能和经济效益带来负面影响, 可能造成空冷岛冻结的原因可以归为以下几点:

首先可能受到热负荷不均匀的影响。由于空冷凝结设备多采用多排管束运作, 管束接触到空气的时间各不相同, 由此产生的热量负荷也就不均匀。靠近风向的管束最先接触到外界冷空气, 导热的温差相对较大, 管接口处的压力比较低;而在外部的管束, 在与空气接触时温差不会很大, 产生的蒸汽比较少, 管口的压力非常大, 热量负荷比较小, 正是由于这种不平衡, 非常容易出现管道内部空气滞留的死角, 不能凝结的气体没有办法很好的被排放出去, 堆积在管道里面。背压的增加直接干扰到管束内部的换热机制, 带来一系列的灌输冷冻现象。如图1所示, 即空冷凝汽装置构造以及热负荷的示意图。

另外一种可能的情况就是蒸汽的流量较低以及冷空机量过度。一旦温度达到零下四十度的极限状态时, 蒸汽想要形成凝结的时间变短, 管束内极容易形成蒸气滞留。同时, 即便空冷器内部的蒸汽流量没有超出预计的范围, 运作流程中的任一行为不当都会造成冷冻现象。

(二) 冬季冷冻的解决途径

第一, 发现背压过高时, 及时开启抽气机制, 将无法凝结的气体抽出, 避免在管束内部形成死角。

第二, 机组处于常规运行状态时, 风机的负重要及时关注, 适时的降低其负荷, 间隔一段时间就要清理风机外侧的冻霜, 将定时测量的空冷管道温度绘制成观察表, 以便及时发现问题。

第三, 空冷岛热负荷温度太低引起的管道冷冻要即时关闭百叶窗装置, 在管道内部铺设挡板。控制空冷岛的热负荷在安全的范围间, 保障其安全运作。

(三) 空冷岛夏季运作特点

夏季温度较高, 空气所含的杂质也较多, 空冷岛在夏季常出现的问题主要集中在以下三部分:

第一, 夏季由于空气较湿润温度高, 蒸汽同空气的换热比例不如冬季, 昼夜温差的巨大差异也造成了空冷岛背压的起伏变化。

第二, 外界环境的风也是影响空冷岛夏季性能的一个主要源头。空冷风机在起始接口的位置产生负压区域, 原本应该吸引到风机的气体停滞在负压区域, 冷却效果大不如前。另一方面, 环境风沿着空冷体系形成负压也会造成热体回流。

第三, 空冷岛内部管束较多, 间距狭小。时间越长, 积压的灰尘杂质就会越多, 传热也会受到干扰, 机组的经济效益也会受到影响。

(四) 优化措施

首先要运作抽气机制, 将蒸汽实现凝结, 空冷岛背压较高的时候, 运作抽气装置, 及时将管道中的无效气体排除, 以此实现机组的安全运行。其次要定期清理灌输内的积尘。最后就是强化冷却系统, 降低温度和排压力, 实现机组性能的优化。

三、实例剖析

这里拿600MW直接冷机组举例说明, 空冷风机携带变频功能, 汽轮的压力排量为15k Pa, 排气量规格为4 0 0 k a/s, 空冷凝结装置散热设计为1600000㎡, 迎风部分为13000㎡, 风速设置为2m/s。

(一) 温度因素以及风量对机组的影响

机组的排汽流量不变, 空冷器风速与温度改变对背压的影响如图2所示。明显看出, 温度不同, 风速与背压成反比姿态, 风速越高, 被压受影响越小。

(二) 汽轮装置的排气量与温度对机组的影响

图3显示的是机组背压量伴随汽轮装置流量的递增而递增, 并且温度越高, 变化的趋势越为明显。图4显示, 机组背压与环境温度成正比递增, 同时汽轮排量越大, 机组背压的递增就越明显。

(三) 风量与汽轮排气量对机组的影响

温度设定一致, 正如图4所示, 迎面风速递增, 机组的背压明显下降;然而风量骤增时, 下降的情况变得不再明显, 趋于平缓。这也侧面说明了, 风量的增加对于机组背压的影响并不大。

(四) 优化方案

如图6与图7显示, 一旦温度低于零度, 汽轮最佳背压即处于极致状态下的背压, 其同时拥有最好的旋转速度。伴随温度的改变、温度升高整个机制的最佳背压升高后, 空冷风机要选取一定负荷以及温度状态下最乐观的旋转速度, 以此来弱化汽轮机背压运行产生的风机工作效率, 进一步实现经济效益的飞跃。

结语

直接空冷机组在我国的各个区域都得到了快速的应用和发展, 但是在其实际运作中还是会出现一系列的问题, 热空气回流、受热面遭遇污染、易冷冻等问题都会影响到机组的运作安全和经济效益。文章结合实际中常遇到的问题对于直接空冷机组在冬夏两季的相关内容进行分析, 并提出了优化的方案, 对于其安全性能的提升是非常有益的。同时, 本文针对600MW空冷机组其风量、温度以及汽轮机排量等数据进行曲线制图, 更加直观验证文中的观点以及优化策略的可行性, 对于最佳背压的探索也得到应有的答案。

参考文献

[1]杨立军, 杜小泽, 杨勇平, 王利宁.直接空冷系统轴流风机群运行特性分析[J].中国电机工程学报, 2009 (20) .

[2]徐海新, 张林, 王兴平, 刘向民, 黄功文.600MW机组循环水和真空系统运行优化[J].发电设备, 2009 (03) .

[3]李高潮, 朱宝田, 陈胜利, 彭娜.空冷机组直接空冷系统变工况特性的计算分析[J].热力发电, 2008 (10) .

[4]杨立军, 杜小泽, 杨勇平.空冷凝汽器全工况运行特性分析[J].中国电机工程学报, 2008 (08) .

[5]夏瑞春, 闫志华, 梁纯斌, 贺兰柱, 魏俊峰.300MW直接空冷发电机组空冷岛风机电耗分析[J].内蒙古电力技术, 2007 (05) .

[6]杨剑永, 姚立伟.超临界600MW汽轮机循环水经济运行试验研究[J].东北电力技术, 2007 (10) .

[7]杨勤, 张锡根, 陈宇昊, 徐豪, 钱旭明.凝汽器最佳真空新定义探讨[J].热力发电, 2007 (09) .

空冷岛设备 篇3

空冷系统简介如下。

空冷系统包括空冷凝汽器管束、凝结水收集联箱、蒸汽分配管、排汽管道、空冷小管道 (凝结水管道、抽真空管道、清洗管道、补充水管道) 以及保证空冷凝汽器能够安装和安全运行的钢结构部分包括管束侧梁及其支撑、管束下部的密封板、水平单轨梁、冷却单元间的隔墙及门, 风机桥架, 平台至风机桥架间的踏步, 两列空冷凝汽器之间的联络步道、小爬梯, 踏板等。如图1所示。

空冷设备主要有散热器、轴流风机等。散热器由若干组镀锌椭圆钢管外套矩形钢翅片的翅管组成, 空冷凝汽器典型结构如图2。汽轮机排汽缸排出的乏汽经过管道引至空冷器的乏汽分配联箱, 然后由乏汽分配联箱再分配到各个顺流区的翅管中, 冷空气由轴流风机从空冷塔底部吸上来, 在翅管外部流过来冷却管内的乏汽, 热空气从空冷塔顶部排向环境, 从而使乏汽凝结成凝结水, 然后由凝结水管道回收至凝结水箱, 没有完全凝结的乏汽继续流经逆流区翅管继续冷却回收。

1 空冷散热器管束冻结的原因

(1) 影响空冷凝汽器冻结的主要原因有以下几点。

(1) 气象条件。

(2) 空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、进汽时间。

(3) 空冷风机的运行方式的控制。

(4) 排汽参数的控制。

(5) 旁路系统及疏水系统的配合。

(2) 空冷机组运行在环境低于2℃的情况下, 再加上空冷散热器各管灌排之间的热负荷分配不均匀, 以及大量的不能凝结气体的存在, 就会发生管内流体凝固、堵塞和冻结现象。带来空冷凝汽器的传热性能大大降低, 严重时发生空冷凝汽器损坏, 甚至导致空冷系统及机组停运。

(3) 空冷器在稳定条件下, 底部和顶部排管与空气相接触的先后的次序不相同, 各排管的蒸汽冷凝区的分配是不相同。由于底部排管首先与冷空气接触, 如果冷凝器在管子中间的某一点结束, 其余管长就形成冷却区。在此冷却区内, 凝结水急剧过冷, 在低温下就会发生冻结。

(4) 在空冷器中, 如果不凝气体不能及时排出, 也会在低温条件下发生冻结, 产生死区和空气聚集现象, 在寒冷的冬季就会发生管束冻结。

2 防冻措施

2.1 空冷厂家推荐防冻措施

(1) 如果在环境温度<2℃时, 某一个凝结水的温度低于20℃, 排气压力相应提高3k Pa。如果半小时后局部过冷现象仍然存在, 第二台水环真空泵应投入使用。

(2) 当环境温度<2℃时逆流区风机反转程序启动, 间隔30min (此数据可以调整) 关闭排间连续的2个逆流风机, 并以反方向15Hz (30%) 的速度运行5min (此数据可以调整) , 其他风机保持在ON状态。5min加热周期结束后, 此逆流风机停运, 过一段时间, 将逆流风机速度调整为与其他风机方向速度均相同。半小时后, 第二街2个逆流风机按照上述同样进行操作, 其它街的逆流风机逐一进行。

(3) 如果排气温度和所有未隔离的抽空气的平均温度之差大于15℃, 且持续时间大于10min, 则第2台真空泵启动。如果上述温差小于6℃且持续5min以上, 第2台真空泵关闭。

(4) 启停机过程中空冷进气蝶阀开启的数量的多少, 对最小热负荷和最小排量有很大的影响。在4个蒸汽隔离蝶阀阀体上加装伴热带及保温, 防止阀内结冰无法开关。

2.2 实际实施的防冻措施

(1) 在16个逆流区抽空气管道支管加装保温。

(2) 在凝结水管道上加保温, 减少凝结水的过冷。

(3) 在补水管道上加装电加热, 冬季运行一直投运。

(4) 将每台机组第一列和最后一列散热器下联箱处加装保温及铝皮进行防冻。在最外侧两列散热器上铺帆布进行防风。

(5) 冬季风机停运时, 封闭风筒入口。

3 冬季空冷的注意事项

(1) 在12个逆流区抽空气管道加装伴热带及保温, 系统运行中必须投入。

(2) 在4个抽空气阀体伴热, 系统运行中必须投入防止阀内结冰无法开关。

(3) 机组在低负荷下长期运行, 通过运行采取调整措施仍有部分散热器过冷时, 应将产生过冷的散热器用准备好的帆布盖好保温, 并将其对应风机的风筒用帆布封堵, 减少散热器的通风量, 从而避免散热汽的进一步过冷。

(4) 机组在冬季启动前 (环境温度<2℃) , 应检查空冷凝结器各列进汽隔离阀关闭, 如果怀疑阀门关闭不严密, 应及时查明原因并进行处理。

(5) 在空冷系统投运前两小时检查空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行, 确保阀门开关灵活。空冷系统停运前一小时检查空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行, 待停机后四小时停运电加热。

(6) 在空冷系统投入运行后, 检查逆流抽空气管道伴热带必须投入运行, 机组停运两小时后停运抽真空管道伴热带。

(7) 机组正常运行中, 检查空冷凝汽器各列凝结水温度, 应控制在45℃以上运行。检查空冷凝汽器各列逆流区抽空气温度, 应控制在35℃以上运行。

(8) 空冷凝汽器投运运行后, 检查各列散热器之间的隔离门关闭, 防止窜风。

(9) 冬季运行期间应定期就地实测各列散热器上、下、中部的温度, 且各列散热器上、中、下部温度差不得超过5℃, 顺流散热器下部温度不得<50℃, 尤其应注意各列凝结水温度测点对应侧的联箱温度不得<50℃, (防止空冷散热器在运行中造成局部过冷) 。

(10) 冬季启、停机过程中应设专人对空冷凝汽器各列散热器迎风面下联箱 (凝给水温度) 及散热器管束进行就地温度实测, 有亦应时应增加检查和测量次数。

(11) 机组在停机过程中, 随着负荷的降低, 结合凝结水温度的下降, 逐渐进行降转速、停风机的操作, 保证凝结水温度在45℃以上。随着机组负荷的降低, 当风机全部停运后, 应逐渐停止单列散热器运行。

(12) 如遇可预见的特殊天气, 应提前做好防护措施 (如加负荷、增加背压等) 。特殊天气应增加就地检查的次数。

(13) 做好各种记录, 为防冻工作提供充足的一手资料。

4 结语

要保证直接空冷机组冬季滑参数启、停操作过程中不发生凝汽器大面积冻结, 必须充分了解机组特性, 合理地控制空冷凝汽器的运行方式、进汽参数及各项操作的时机, 尽可能缩短机组启、停过程的时间。即使在管子内部发生部分冻冰, 但只要能够及时发现并采取适当调整措施, 利用其相邻管子温度较高, 其辐射热量亦可使冰柱与管材分离解冻, 极个别的散热管发生冻冰时, 一般不会影响到运行机组的背压水平, 但是, 运行中绝对要加以控制, 避免发生大量成片管束因表面温度低而发生冻结。

直接空冷机组目前还无法避免极个别散热器冻结的显现, 遇到个别特殊气象条件仍然会严重威胁空冷岛的安全运行。在个别特殊情况下, 应在保证机组安全的前提下, 牺牲一部分经济效益, 确保空冷岛的安全稳定运行。

摘要：火电厂空冷机组空冷系统冬季凝结水的过冷很容易因结冰导致空冷散热器的堵塞, 尤其是启停机过程中以及低负荷运行状态下, 空冷防冻措施就显得尤为重要。本文就300MW空冷机组过冬的实际情况进行介绍, 为同类型机组运行提供借鉴。

空冷岛设备 篇4

1 造成空冷岛冻结的原因

1.1 风机转速过高

但若风机转速调的过高, 冷却风量过大, 会造成凝结水过冷却, 尤其在冬季, 一但局部凝结水温低于零下4度, 就会在局部结冰, 造成堵塞, 使结冰进一步扩大, 最终造成大面积冻结。

1.2 机组启停过程中进汽量不足

机组在启停过程中, 由于机组进汽量较小, 乏汽量小, 低于空冷岛的最小防冻进汽流量, 即便所有风机停转, 由于冬季室外温度较低, 仅靠自然通风足以使凝结水过冷却而在空冷翅片和管道内冻结。

1.3 机组低峰负荷运行进汽量不足

由于我厂机组属地区性电厂调峰机组, 根据外网负荷需求实时的进行调整, 冬季运行进峰谷差值较大, 尤其在晚上低谷负荷时, 机组负荷最低减至80MW运行, 再加之夜晚室外温度很低, 无法满足空冷岛最小流量而造成空冷系统部分冻结。

1.4 冬季带采暖抽汽运行

我厂机组为抽凝式机组, 设计为五段可调采暖抽汽, 夏季退出, 每年冬季为满足市区供热需投入该段抽汽, 抽汽流量为设计440t/h, 最大可抽550t/h, 这样运行在冬季一但投汽, 进入后汽缸的蒸汽量减小了440t/h, 进入空冷岛的蒸汽量也减小了, 对空冷防冻造成更大的威胁。

1.5 空冷系统泄漏

由于空冷系统是个庞大的真空系统, 焊接点也较多, 温度变化较大, 常出现局部泄漏情况, 在泄漏点处由于外界的冷空气漏入系统内, 会造成此部位温度急剧下降, 破坏局部流体流向, 严重时造成局部冻结, 甚至扩大到整个空冷系统。

1.6 室外风向的影响

空冷系统机组是靠室外空气通过空冷翅片直接与乏汽进行热量交换, 室外风向的变化对换热效果有直接的影响, 一般冬季我们希望刮炉后风, 这样在一定程度上使空冷岛散热量减小, 以防结冻。反之, 若是反方向的风或是侧风均会使空冷系统的通风量相对增加, 会使空冷局部过冷, 产生冻结。

2 针对以上原因制定解决方案

2.1 严格规定空冷凝结水过冷却

在机组启停及正常运行期间, 严格控制凝结水的过冷却度在1-2度范围内, 若某列凝结水过冷却超限, 立即进行风机转速的调节, 进行蒸汽各列均匀分配, 时时确保凝结水过冷却度。

2.2 启停机时根据空冷进汽量控制投入列数

机组启动过程中, 若是热态机组, 在冲转时解列#1#2#5#6列, 仅投入空冷岛中间现两列, 以确保中间两列足够的防冻流量, 并网带负荷后, 根据汽轮机进汽量的增加, 逐一投入各列, 直至6列全部投入, 机组停运则根据进汽量的减小逐一退出各列。

机组若在纯冷态情况下冬季启动, 一定要采取带旁路启动方式, 也就是锅炉升至一定压力时, 先投入高、低旁路, 主蒸汽经两旁路减温减压后送入排汽装置进入空冷岛, 确保空冷岛的最小防冻流量, 再进行带旁路的机组冲转方式启动带负荷, 随着机组负荷的增加情况, 在确保空冷岛最小防冻流量的情况下, 逐步退出高、低压旁, 直至旁路全部退出。

2.3 机组长期低负荷运行空冷运行列的安全退出

我厂2012年12月份, 由于电网需求, #1机组调峰运行, 低峰负荷已减至100MW运行, 室外温度零下20度, 空冷岛无法运行, 下令解列第1列和第6列, 先关闭两列的进汽碟阀, 再关闭该列的抽真空手动门, 然后关闭该列的凝结水回水手动门, 最后缓慢开启该列凝结水手动门前排地沟门。#1机组四列运行, 至2013年3月9日, 室外温度已升至零上, 投入第1列和第6列, 系统运行正常, 两列均无任何异常。

2.4 冬季带采暖运行

我厂机组设计抽凝式机组, 带440t/h采暖抽汽, 设计为五段抽汽为可调。冬季带采暖抽汽时, 后汽缸进汽量减少较多, 造成空冷岛进汽量更少, 解列空冷系统四列运行, 也就是将第1、2、5、6列全部退出, 仅抽入中间3、4列, 以确保空冷岛最小防冻流量。

3 结论

现今热电厂均建设在北方地区, 既热电联产电厂, 但在夏季没有采暖抽汽时需带较高的电负荷, 为实现在夏季机组能满负荷运行, 将空冷岛换热面积建的较大来解决, 但给冬季带采暖和低负荷运行时空冷岛的防冻带来很大的压力, 我厂经过两年的经验积累和具体实施, 认为机组在冬季运行中, 根据实际空冷岛的进汽量, 采用依次安全解列和投入部分列的运行方式是解决热电厂冬季空冷系统防冻最有效、最安全的技术措施。冬季冷态机组采用带旁路启动方式是解决启停过程中空冷岛防冻的有效措施。

参考文献

[1]曾强, 王智刚.自然风及空冷岛高度对直接空冷机组的影响[J].东北电力技术, 2011 (07) .

[2]曹旭, 胡洪华, 臧瑞起.直接空冷机组空冷岛优化运行研究[J].热力发电, 2011 (08)

空冷岛设备 篇5

关键词：电厂,直流空冷机,处理措施

1 设备简介

上安620MW汽轮机共有2个低压缸, 每个低压缸各有2个排汽口, 下方各装设一个排汽装置, 每个排汽装置出口经一根DN6000mm排汽主管道穿过汽机房, 引入空冷岛。

空冷凝汽器冷却单元分为8列布置, 每列有7组空冷凝汽器, 其中第2组、第6组为逆流凝汽器, 其余5组为顺流凝汽器。空冷凝汽器布置在A字型结构两侧, 由长10米的采用镀铝防腐工艺处理的单排椭圆翅片管束组成, 顶部设有大直径蒸汽分配管, 下部安装有轴流风机, 风机采用变频控制, 以适应不同气候条件下的经济运行。

空冷凝汽器采用了顺逆流结构 (K/D结构) 。由排汽装置而来的蒸汽在压差的作用下进入蒸汽分配管。首先进入顺流凝汽器 (K型) , 在管束外空气的冷却作用下, 蒸汽边往下流边凝结。凝结水与蒸汽以相同的方向流入底部联箱, 此时大部分蒸汽 (70%-80%) 已在顺流凝汽器中凝结。剩余的蒸汽与不凝结气体一同进入逆流凝汽器 (D型) , 蒸汽边往上流动边被完全凝结, 凝结水在重力作用下与汽流逆向流回底部联箱, 不凝结气体则从这里被水环式真空泵抽吸排入大气。这样的流程, 保证了在冬季一直有蒸汽对管束加热, 不凝结气体能够被及时带走, 有效地防止了管束的冻结。

上安620MW机组配置了3台100%容量水环真空泵组, 机组正常运行时, 1台运行, 2台备用;机组启动时, 为加快抽真空速度, 3台真空泵同时运行, 在40分钟内可使空冷凝汽器的压力达到0.035MPa a。每个排汽装置壳体上各设置1只带有滤网和水封的电动真空破坏阀。

2 空冷岛抽真空过冷原因分析及处理措施

当环境温度小于2℃时, 空冷岛进入冬季运行, 上安620MW空冷机组均不同程度存在空冷岛各排抽气温度低, 空冷岛抽真空过冷长期报警且空冷岛上散热面部分区域温度低的问题, 原因分析及处理措施如下:

2.1 空冷岛抽真空过冷原因

机组真空系统严密性不良, 空冷岛散热面内部积聚了不凝结气体, 根据道尔顿定律:混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。空冷岛内的总压力 (即背压) p等于不凝结气体的分压力∑pi与水蒸气的分压力ps之和, 即p=∑pi+ps。不凝结气体的积聚使水蒸气的分压力ps减小, 其对应的饱和温度降低, 造成空冷岛凝结水温度降低, 形成抽真空过冷。不凝结气体的聚集也导致蒸汽的流动受限形成空冷岛局部气堵, 部分散热面内没有蒸汽流动造成散热面温度低。

2.2 空冷岛抽真空过冷后果

a) 散热面内积聚不凝结气体的区域蒸汽流动缓慢甚至不流动, 造成换热效果差, 起不到冷凝蒸汽的作用, 空冷风机分配至此区域的是无用功, 造成机组效率降低;

b) 在冬天出现这种情况, 积聚不凝结气体的散热面内因水蒸汽对应的分压力降低, 对应的饱和温度下降, 再加上蒸汽流动不畅, 热负荷不足, 极易发生冰冻事故, 严重影响空冷岛的运行安全。

2.3 空冷岛抽真空过冷处理方法

针对上述情况的处理方案就是将空冷岛受热面内积聚的不凝结气体排除空冷岛:

a) 启动一台备用的真空泵, 增加空冷岛的抽吸能力;

b) 将出现抽真空过冷的这排散热面的两个逆流冷却单元 (2#、6#冷却风机) 的冷却风机保持转速不变, 依据实际情况采用先两端后中间的原则依次停运该排的其他风机, 抽气温度很低时可以多停几台风机 (甚至可全停其余的5台风机) , 抽气温度不是很低时刻停运1-2台风机, 待抽气温度恢复至正常值后恢复停运的风机;

c) 将抽气温度低的这排散热面热面的两台逆流冷却单元 (2#、6#冷却风机) 冷却风机转速升至最高 (50Hz) , 将剩余的5台顺流冷却单元冷却风机转速降至最低 (最低30Hz) ;

d) 环境温度很低时, 采取上述方法后抽气温度降低的频率仍然很高时, 提高背压设定值。

空冷岛设备 篇6

在我国这样一个人均水资源低于世界平均水平的缺水国家发展坑口电站, 采用空冷技术是解决水源短缺矛盾的较好方法。国内目前投运的600 MW空冷机组为数不多, 对空冷机组空冷岛处于最佳运行方式进行的研究, 提高空冷机组经济运行水平, 达到节能降耗的目标是目前十分迫切的问题。

通过实际运行需对空冷凝汽器管束增加喷淋降温系统, 以求达到最热季管束降温、散热的目的, 增加发电效率。本系统能够弥补空气环境温度升高对管束散散热的影响, 避免了风向、风速变化后, 在散热器入口处形成的热风回流现象, 有效控制了机组背压的升高, 彻底解决了炎热夏季对直接空冷机组空冷岛入口处空气温度的影响。该系统具有结构简单, 维护、使用方便, 降温性能稳定的优点, 在有效保证机组正常稳定运行的情况下, 降低了能耗、提高了经济效益。

1超临界直接空冷机组运行发现的问题

我单位为直接空冷机组, 空冷装机容量为2×600MW, 主机凝汽装置设计为直接空冷凝汽器, 设备为GEA公司产品, 可在空气干球温度30.4℃, 环境风速为4m/s, 背压不大于30k Pa.a工况下保证汽轮发电机组功率为630MW长期运行, 空冷凝汽器系统共8排7列配有56台风机, 其中每排2、6列为逆流管束, 散热面积1492718m2。背压受环境温度影响较大, 尤其是夏季环境温度较高时机组背压较高, 机组最大出力受限, 同时煤耗上升;空冷风机出力加至最大, 背压下降不明显, 同时带来空冷系统耗电量上升。

在夏季炎热时段, 采用尖峰喷淋夏季环境温度比较高的情况下采用空冷尖峰冷却装置, 向散热器翅片表面喷雾状水。尖峰冷却系统是通过把水用喷嘴雾化, 水雾喷到散热器翅片, 迅速汽化蒸发, 而吸收汽化热, 从而降低散热器翅片温度。达到降低背压, 提高真空, 增大发电负荷。

2超临界直接空冷机组尖峰喷淋装置的介绍

尖峰喷淋装置系统是通过把水用喷嘴雾化, 水雾喷到散热器翅片, 迅速汽化蒸发, 而吸收汽化热, 从而降低散热器翅片温度。达到降低背压, 提高真空, 增大发电负荷。它形成的水珠直径仅为微米级, 因此它可以很快地蒸发, 高温时节快速蒸发的水珠司以使周围环境下降10℃左右。

2.1尖峰喷淋装置的系统构成

尖峰喷淋系统由喷嘴雾化装置, 控制装置、自动检测及故障自动排除装置组成。

2.1.1喷淋装置主要是特型不锈钢喷嘴及其安装基座, 综合各种性能对比, 彬长国产600MW超临界空冷机组采用美国喷雾公司 (Spraying Systems Co.) 生产的雾化喷嘴, 具有如下优点:1) 流道设计合理, 雾化效果好;2) 结构简单, 便于清洗和更换;3) 内流道断面大且通畅, 不易堵塞;4) 材料耐磨损、腐蚀, 使用寿命长。该喷雾类型实质是一个圆形液体环, 是通过进气口与旋转腔相切或通过一个紧靠嘴口上游的内部开槽叶片形成的, 旋转的液体在离开喷嘴口时形成一个空心锥形形状。

标准角度小流量空心锥形喷嘴喷雾角度40°~90°, 不同压力下的用水量不同。

雾化喷嘴, 常用不锈钢或铜作为主材料, 铜本身耐磨性能指数不高, 其喷口又处于长期高压高速水流的磨擦作用, 久而久之, 造成喷口变大变形, 从而进一步影响到雾化效果, 只能不定期的全部更换, 我们选用不锈钢喷嘴, 并且喷嘴口镶嵌硬质合金, 这样会大大提高喷嘴寿命和喷雾质量。

2.1.2尖峰喷淋装置的控制装置, 采用PLC系统, 内设时间和程序控制。可根据用户的要求, 对某个单元不喷雾, 或根据气温调整喷雾冷却单元, 程序可预先设定, 减少了人工操作和维护, 实现无人值守。

2.1.3自动检测及故障自动排除装置该装置对投入运行的设备进行状态监视, 故障显示。可设定环境温度高于某数值时, 自动启动系统。也可人工手动控制系统。同时装置显示运转散热器单元, 及耗水量。风机停转单元, 自动停止该单元喷雾, 节约用水。对流程启、停运及设备故障信号可进行报警。

2.2尖峰喷淋装置操作核心

2.2.1喷淋就地控制柜是整个控制系统的核心。两台机组共配一台PLC程控箱, PLC程控箱由西门子PLC、扩展模块、接触器、驱动模块、通讯模块、信号采集模块组成, 结合先进的人机界面控制, 能实现空冷岛喷淋降温系统的灵活控制, 实现按最优设置进行程序控制工作, 满足各种环境气候的喷淋方案。

2.2.2散热器排列组合, 散热器排列选择用于选择需要喷淋的散热器排列数。

手动模式下, 需要手动指定每一排散热器是否进行喷淋工作。设置时, 两个机组的散热器可以同时进行设置, 最多可以允许16列散热器 (全部散热器) 同时进行喷淋。举例说明:如果需要同时喷淋1#机的10排、20排和40排、2#机的20排, 那么在面板上需要将这几排的按钮全部都按一下。

全自动模式下, 系统根据水流量、水压力两个参数自动控制喷淋工作。启动喷淋工作后, 根据当前水流量和水压力来自动配置, 同时喷淋采取分时喷淋工作方式, 在工作过程中实时监测环境水流及压力, 如果有富余再逐个增加同时喷淋的A型塔数量, 如此循环。

3超临界直接空冷机组尖峰喷淋系统技术特色

尖峰喷淋系统能够弥补空气环境温度升高对管束散散热的影响, 避免了风向、风速变化后, 在散热器入口处形成的热风回流现象, 有效控制了机组背压的升高, 彻底解决了炎热夏季对直接空冷机组空冷岛入口处空气温度的影响。该系统具有结构简单, 维护、使用方便, 降温性能稳定的优点。

3.1采用间接喷雾冷却降温方式, 极大地降低了除盐水的浪费率, 喷射出去雾化后的除盐水高达98%都能到达空冷管束表面参与热交换, 在系统工作时, 空冷岛下方能保持相对干燥, 对空冷岛下方主要设备没有任何影响, 无需对相关设备作防淋处理。

3.2降低了除盐水使用量, 使得同样多的除盐水同时喷淋的A型塔列数成倍增加, 显著提高冷却降温效率。

3.3配置多种传感器:在喷淋水泵出口处设置流量传感器和压力传感器, 实现对系统工作全方位监控和保护, 达到全自动智能化控制要求。

3.4向空气中喷射完全雾化的水汽, 通过风机送至空冷管束, 快速吸收空冷管束表面的热量并向空气中散发, 达到快速间接喷淋降温效果。

3.5系统采用现场可编程 (可设置) 循环喷淋方式与系统全自动控制喷淋降温方案相结合, 降低了电厂除盐水的处理要求, 提高了系统工作的灵活性。

3.6系统正常运行后, 可使背压降低5~10Kpa。

4超临界直接空冷机组尖峰喷淋装置喷淋应用效果

4.1超临界直接空冷机组尖峰喷淋装置运行前准备

自动喷淋系统采用除盐水作为工作介质。使用除盐水时, 必须保证储水罐的储水容量足够, 才能进行喷淋工作。如果除盐水水量不够的情况下进行喷淋, 不仅喷淋的雾化效果不好, 导致散热器的降温收到限制, 而且严重时有可能会导致整个发电机组停机。因此, 运行前必须检查除盐水的储水量。

工作时, 除盐水通过入口管道连接到高压泵, 然后高压泵启动运行之后, 会将除盐水输送到空冷岛平台, 通过电动阀门进入各个喷嘴, 从喷嘴喷出雾化后的除盐水, 实现喷淋降温。

4.2超临界空冷机组尖峰喷淋装置投运

4.2.1尖峰冷却系统当背压大于24Kpa, 投运空冷喷淋系统, 当背压小于20Kpa时停运喷淋系统。

4.2.2单机负荷500MW以上, 环境温度28℃以上时投运空冷喷淋系统。

4.3采用尖峰喷淋装置带来的经济性分析结果:

1) 1、2对比, 相同负荷、环境温度、风机频率下利用尖峰喷淋系统对散热面进行喷淋可以使背压下降3.52Kpa, 3、4对比, 背压下降2.73Kpa。喷淋前后背压对比见表1。

2) 根据西安热工院及相关电厂提供资料, 600MW机组额定运行工况, 背压每降低1 KPa, 供电煤耗降低0.8%, 供电煤耗321.8g/Kwh, 每年5-10月份进行喷淋, 每天运行8小时, 以600MW时为例可多发电量计算如下:

除去每月化学制水消耗电量 (以8万Kwh每月计算) 48万Kwh, 每年利用尖峰喷淋系统可节省电量2385万Kwh。

据统计我厂彬长发电空冷岛耗电量年累计量高达0.56%, 最高时占我厂厂用电约17%的比例。由于我国电网缺乏调峰容量, 夏季电负荷紧张, 电网要求空冷机组夏季需带满负荷且年不满发小时数越少越好。

5结论

5.1尖峰装置运行停止后, 如果是处于夏天, 那么不需要进行特别的操作处理。但是如果在夏季过后, 喷淋降温系统不再使用, 为保证系统在冬季不被冻坏, 应做好冬季防冻隔离措施。

5.2夏季, 对空冷器的清洁必须重视, 每次停机时, 要对散热器单元内部彻底的清洗, 外部的清洗连续不间断进行。

5.3喷嘴故障包括

(1) 不喷水

可能原因:喷嘴堵塞;离心水泵无进水;电动球阀或手动球阀未开。

解决方法:清理喷嘴或更换;检查离心水泵进水;检查电动球阀或手动球阀, 进行正确调整。

(2) 雾化效果差

可能原因:喷嘴损坏;离心水泵出水压力小;电动球阀或手动球阀未全开。

解决方法:更换喷嘴;检查离心水泵, 并调整离心水泵;检查电动球阀或手动球阀, 进行正确调整。

5.4当尖峰喷淋系统正常运行后, 会不断判断各个电气零部件的工作状态。如果发生异常状态, 系统会发出报警信号。当发生报警信号后, 不会停止系统的工作, 需要操作人员及时停止系统工作。

参考文献

[1]杨立军, 杜小泽, 杨永平, 等.火电站直接空冷凝汽器性能考核评价方法[J].中国电机工程学报, 2007, 27 (2) :49-55.