丁福明

摘 要： 北方冬季溫度低，影響發(fā)電機組的正常運行，因此對空冷機組進行優(yōu)化至關(guān)重要。本文以北方某公司的350MW（600MW）直接空冷機組冬季運行狀況為參考，提出了實現(xiàn)冬季機組最佳真空運行的操作方案，并對發(fā)電機組的啟動停止和運行時對應(yīng)的運行監(jiān)視調(diào)整和解凍措施進行了優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：空冷機組 真空 優(yōu)化運行 防凍

中圖分類號：TM621.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0310-01

一、前言

在我國工業(yè)農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展的大前提下，社會對電力的需求越來越大，使得我國的電力事業(yè)不斷擴展壯大起來，并取得了不錯的成就。然而發(fā)電站的建設(shè)和運行在很大程度上受制于環(huán)境和氣候的影響，我國北方冬季干冷的氣候條件給電站的建設(shè)和運行帶來了一定的挑戰(zhàn)和困難，對此，我們研究了相關(guān)的案例并進行了有效的調(diào)查，提出了滿足空冷機組防凍要求下的最優(yōu)運行方式，來最大程度的提高電廠的效益。

二、直接空冷機組系統(tǒng)介紹

以北方某公司的350MW（600MW）直接空冷機組為例，該機組空冷凝汽器共有6（8）列冷卻單元，每列冷卻單元有5（7）組空冷凝汽器，其中2組為逆流凝汽器其余的為順流凝汽器。蒸汽分配管將汽輪機低壓缸所排出的氣流分配到三十（五十六）組空冷凝汽器中，由于空冷凝汽器下方安置有軸流變頻調(diào)速冷卻風(fēng)機，使得排氣在空氣流過散熱器管束外表面時冷卻成水滴，從而流回到排汽裝置中去。為了保證機組能夠在冬季的溫度下能夠正常運行，需要滿足在該條件下的空冷凝器的最小進氣量，因此在空冷凝器的第一、二、五、六列（8列都有）分別設(shè)置進汽蝶閥、凝結(jié)水回水蝶閥和抽真空閥，來隔離對應(yīng)的空冷凝汽器。[1]

汽輪機排汽的簡要流程可以概括如下，首先汽輪機排出的濕氣經(jīng)過空冷凝汽器配汽管，再流經(jīng)順流段空冷凝汽器散熱管束，然后在空冷凝汽器中凝結(jié)成水滴匯流到收集箱中，一些未冷凝的氣體經(jīng)過逆流段空冷凝汽器散熱管束，在逆流凝汽器頂部真空抽氣凝結(jié)，然后再到水環(huán)真空泵經(jīng)過汽水分離，最后將不凝結(jié)的氣體排入大氣中。

經(jīng)過實際操作來看，機組很容易發(fā)生空冷凝汽器結(jié)凍現(xiàn)象在啟動停止和低負(fù)荷運行時，而且如果在操作過程中稍有偏差就會引起機組結(jié)凍現(xiàn)象發(fā)生，下面對冬季機組易結(jié)凍的現(xiàn)象和如何防止這一現(xiàn)象發(fā)生做出進一步的分析，并就冬季空冷機組的真空優(yōu)化運行進行了詳細的介紹。

三、冬季真空優(yōu)化運行

夏天由于氣溫高，導(dǎo)致機組背壓高和帶負(fù)荷能力有限，而冬季氣溫較低煤耗低，是空冷機組經(jīng)濟運行的最好時間。為了盡可能的提高機組運行的經(jīng)濟性，我們應(yīng)該使機組保持滿負(fù)荷高效率運行，并在機組處接近最小允許背壓的條件下進行。[2]由于冬季溫度低，而機組要在低背壓下運轉(zhuǎn)，所以很容易出現(xiàn)空冷系統(tǒng)結(jié)冰的現(xiàn)象，這一隱患處理不好的話極易導(dǎo)致空冷管束變形損壞，給機組的安全作業(yè)帶來一定的隱患。我們立足于實踐出發(fā)，分析了大量的實驗數(shù)據(jù)，提出了下列空冷機組真空運行的優(yōu)化方案，在防凍工作有效開展的同時保持機組的高真空運行。

1.根據(jù)大氣壓的變化及時調(diào)整機組的真空，參考負(fù)荷的情況，大致保持機組背壓在7-8kpa的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。[3]

2.冬季氣溫低，適合機組在高真空度的條件下經(jīng)濟的運行，因此在這樣的條件下應(yīng)該積極與該地的電網(wǎng)調(diào)配有效溝通，盡量保持冬季滿負(fù)荷運行，并將機組的檢修周期安排在溫度比較高的夏季進行，這樣的話能夠有效的利用資源，避免浪費的同時還能最大程度上提高公司的效益。

3.在冬季機組負(fù)荷較低的條件下，可以停運部分列空冷風(fēng)機，但要參滿足空冷島在該環(huán)境溫度下的最小進汽量。在停運時，關(guān)閉進汽隔離閥開啟停運單元的抽空氣門，保持隨時可以投入帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)（如果進汽閥門不嚴(yán)，更容易結(jié)凍）。[4]在運行列風(fēng)機頻率升到一定值時，要迅速投運隔離的空冷單元。

4.在機組正常運轉(zhuǎn)的過程中，要嚴(yán)密監(jiān)控各種空冷參數(shù)，根據(jù)實驗來看，為達到最佳的運轉(zhuǎn)狀態(tài)要保持溫度在四十至四十一攝氏度之間，排汽溫度與凝結(jié)水母管溫差應(yīng)小于3℃，各列凝結(jié)水溫不低于37℃。若凝結(jié)水母溫度管與排汽溫度溫差過大，說明部分凝結(jié)水的溫度過低，這時應(yīng)該立即啟動備用的真空泵，保證溫差小于3℃后，停止備用真空泵的運行。[5]

5.在機組運行時要最大程度上保證各列風(fēng)機的轉(zhuǎn)速一致和各列空冷單元熱負(fù)荷均等。如果出現(xiàn)某列凝結(jié)水溫或抽氣溫度定于標(biāo)準(zhǔn)值，說明熱負(fù)荷不均勻，這個時候應(yīng)該及時提高機組的背壓，降低風(fēng)機的風(fēng)速，或者可以增加啟動備用的真空泵，最終達到熱負(fù)荷一致的結(jié)果，保證機組的正常運行。

6.由于北方冬季的風(fēng)俗（風(fēng)速）比較大，而直接空冷機組對風(fēng)速和風(fēng)向很敏感，所以不利風(fēng)的環(huán)境會使得機組背壓發(fā)生很大的變化，所以在機組運行的過程中需要時刻監(jiān)控環(huán)境風(fēng)速。一般情況下當(dāng)風(fēng)速過高時，機組的空冷單元很容易發(fā)生凝結(jié)水過冷和熱負(fù)荷不均的現(xiàn)象，在這個時候工作人員要進行及時的處理，防止部分冷卻單元出現(xiàn)不凝氣體的區(qū)域，造成空冷管中流體凝固而凍結(jié)，使得機組運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障。

7.冬季容易出現(xiàn)晝夜溫差相差比較大的情況，這就需要對機組空冷島加強檢查，防止因為氣溫過低造成的機器故障，在溫度過低時，應(yīng)該及時關(guān)閉各個冷卻單元之間的隔離門，防止冷風(fēng)竄流，在運行過程中一旦發(fā)現(xiàn)空冷管束翅片溫度低時要及時聯(lián)系專業(yè)人員進行修復(fù)調(diào)整，防止事故的擴大。

8.冬季機械停車時，應(yīng)該及時開啟高低旁調(diào)整，配合啟?？绽滹L(fēng)機，保證空冷島的最小進汽量，防止空冷管束凍結(jié)造成的安全隱患。

四、空冷機組的最佳真空

根據(jù)以前的經(jīng)驗可知空冷機組的空冷風(fēng)機電耗約占機組發(fā)電量的千分之十五，而真空度的數(shù)值對機組運行的損耗有很大的影響。最佳最經(jīng)濟的運行方式是要達到機組功率和風(fēng)機耗能的最佳匹配。機組真空的提高需要風(fēng)機功率提高，而這增加了機組的能耗，真空的提高將會提高機組運行的功率降低了熱耗。[6]最佳運行模式就是要在機組功率和風(fēng)機能耗之間尋找一個最優(yōu)解，這個最優(yōu)解即為因提高真空所增加的電量和所增加的空冷風(fēng)機電耗之間的差的最大值所對應(yīng)的真空值，在這個真空值下運行的機組，耗能最低，產(chǎn)能最大。為了是機組能夠在最佳真空值的條件下順利運轉(zhuǎn)，需要及時根據(jù)負(fù)荷的大小，溫度的高低，風(fēng)機電耗的數(shù)值來確定不同的風(fēng)機轉(zhuǎn)速和機組背壓。

五、空冷系統(tǒng)的維護

要實現(xiàn)空冷機組的正常運轉(zhuǎn)，需要工作人員在操作時定期進行檢查。首要要按時做真空嚴(yán)密性實驗，加強真空系統(tǒng)的查漏，并利用停機檢修機對空冷系統(tǒng)隔離進行風(fēng)壓檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理。其次要加強對空冷系統(tǒng)管束散熱片的清洗和維護，北方地區(qū)冬天風(fēng)大霧霾大，很容易造成空冷管束內(nèi)部積灰，定期沖洗散熱片，有利于提高空冷島的工作效率，減少故障的發(fā)生。最后就是要對機組的疏水系統(tǒng)進行定期的查漏工作，防止因閥門和系統(tǒng)內(nèi)漏帶來的機組損失。

六、結(jié)束語

電廠的建設(shè)和使用對我國經(jīng)濟有著重要的影響，關(guān)系到社會生活的方方面面，而電廠機組的正常運轉(zhuǎn)和維護在很大程度是上關(guān)系到電廠的效益。本文以北方某電廠350mw空冷機組為例分析了冬季空冷機組的最佳優(yōu)化運行方案，在簡要介紹了機組運行原理的同時，提出了相關(guān)的問題和解決辦法，為同類機組空冷系統(tǒng)的設(shè)計和運行提供了有效的參考。

參考文獻

[1]陳文奇.華潤磴口金牛#1、2機組熱力性能試驗報告[R].內(nèi)蒙：內(nèi)蒙古電科院熱力試驗所，2015.

[2]國家電力調(diào)度通信中心.國家電網(wǎng)公司繼電保護培訓(xùn)教材 [M].北京：中國電力出版社，2014.

[3]馬義偉，高延生，石興德.電站空冷技術(shù)的應(yīng)用和展望[J].節(jié)能技術(shù)，2014（1）.

[4]謝濱，雷平和.大型直接空冷電站的設(shè)計和運行情況 [J].電力設(shè)備，2016（3）.

[5]王加璇等.電廠熱力設(shè)備及其運行 [M].北京：中國電力出版社，2015.

[6]邱麗霞等.直接空冷汽輪機及其熱力系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2013.