300MW直接空冷机组节能降耗及防冻问题探讨.pdfVIP

3 0 内 蒙 古 电 力 技 术 I N NE R MON G O L I A E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 0年第 2 8 卷第 3 期 3 0 0 M W 直接空冷机组节能降耗及防冻问题探讨 Di s c u s s i o n t o En e r g y Co n s e r v a t i o n a n d F r o s t P r e v e n t i o n o f 3 0 0 MW Di r e c t Ai r - c o o l e d Un i t 李波， 刘志强， 高峰， 魏和武 ( 包头第一热 电厂 ， 内蒙古 包头0 1 4 0 1 0 ) 摘 要 针 对包 头 第 一 热 电 厂2 x 3 0 0 M W直 接空 冷 供 热 机 组 风 机 多 、 电 耗率 高 等 特 l 遗 0 过 优 化 试 验， 提出 以 下 降 低 风 机 电 耗率 的 措 施： 机 组 正 常 运 行 期 间 尽 量保 持 同 列串 各风 越的 ： 频率相同； 低负荷时尽可能保持各列风机 多头、 低频运行； 大风时间空冷风机最好手动调整 。 并对空冷机组冬季运行防冻问题进行了分析 提 出了在冬季启动、 甩负荷、 正常运行及低负 荷 运 行等 工 况 下的 防冻措 施 j 关键 词1直接 空冷 机组 ； 节能 降耗 ； 防 冻 ； 电耗 率 文 献标 志码 1 B f 文 章编 号1 1 0 0 8 6 2 1 8 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 0 3 0 0 3 1 设备概况及工作原理 包头第一热 电厂( 以下简称包一) 2 x 3 0 0 MW 直 接空冷供热机组为亚临界、 一次中间再热、 两缸两排 汽抽汽式汽轮发电机组 配以 1 0 5 0 t h亚临界 自然 循环汽包锅炉 采用斯必克冷却技术 ( 比利时) 有 限 公司生产的直接空冷凝汽器( 简称 A C C ) ， 布置在汽 机 房 A列 外 安装 在空 冷平 台上 。汽 轮机 的排 汽经 伸 缩节 引出 经 过排汽 装置汇人 1 根 大孔径 管道后 流入凝汽器 大孑 L 径管道系统分流 形成 6个上升管 和配汽集 管 ( 沿每 组管排 的顶部 布置 ) 蒸汽通 过配 汽集管后进入一次冷凝管束顶部的翅片管道 在管 道 内下行 的过程 中部分 被冷凝 凝结水 和非冷 凝蒸 汽 再 通过 “ A” 型 屋 顶结 构 底 部 的 大尺 寸 蒸 汽 凝 结 水联箱收集 如图 1 所示 。 2 空冷风机 电耗情况及优化运行措施 2 1 电耗情况 包一 3 0 0 MW 直接空冷供热机组的空冷风机 采用变频调节 其变频 范围为 3 0 1 0 0 其 中 9 0 1 0 0 为超频转速运行。空冷风机一般按照 自 图 1 直接 空冷 系统工作原理 动方式运行 将背压设定在规定范围内后启动风机 随着实测 背压 的不断增 加 风 机的转 速也逐 渐增加 使得实测值接近设定值 当单组风机转速达到最大 时 随着排汽流量的增加 已投运风机的风量不能满 足需要时 实测背压会继续升高 当实测值与设定值 的比值 1 4时 投运其余风机 直到所有风机全部 投 人并按 额定转速 运行 甚至超 频运行 此 时风机 的 电耗将达到最大 包一 共有 3 O台 1 1 0 k W 的空 冷 风机 夏 季环境 收稿 日期】2 0 0 9 1 2 2 6 f 作者简介】李波( 1 9 7 5 一 ) ， 男 ， 内蒙古人 ， 助理丁程 师， 高级技师 ， 从事火电厂集控运行工作 。 2 0 1 0 年第2 8 卷第3 期 内 蒙 古 电 力 技 术 3 l 温度 为 3 0时 为保 证 背 压 1 8 k P a 所 有 风 机均 在 超频运行其 电耗率为 1 2 1 5 ：冬季环境温度 为一1 5 c lC 时 为 保 证 背 压 1 2 k P a 风 机 电耗 率 为 0 2 0 5 。 由此可 见 ， 风 机 电耗 变 动范 围很 大 通 过优化运行可以降低厂用电率 2 2优化 运行措 施 2 2 1 正常运 行 方式 为 降低 空冷 风机 的 电耗 率 于 2 0 0 9 0 9 1 0对 1 号机 组做 了优化 运行 试验 将 1 号 机组 1 列 5台风 机全部停运 其余各列风机全部为全速运行( 频率为 5 0 H z ) 机组 真空 度 为一 7 2 7 7 4 6 k P a 计 算 风 机 1 h耗电量为 2 5 0 0 k Wh ： 将所有风机投入运行 顺流 风机与逆流风机频率全部为 4 0 H z 真空基本保持 不变 计 算风 机耗 电量 1 h为 1 5 0 0 k Wh 通 过试验 看 出 ：停 1 列 5台风机 与风 机全 部运 行 ( 风机 频 率 均 为 4 O H z ) 相 比 在 真空 基 本 不 变 的 情况下 电耗率 由 2 5 0 0 k Wh降至 1 5 0 0 k Wh 降低 4 0 ，说明将所有风机降速运行 比停运几台风机 电 耗率要低得多 如果机组年利用小时按 5 0 0 0 h计 算 每 年可节 约 电费 1 2 0 1 3 0万 元 因此 空冷岛正常运行期间 应尽量保持同列 中 各风机的频率相同低负荷时尽可能保持各列风机 多投 、 低 频运行 2 2 2大风期 间运 行 方式调 整 直接空冷系统受风向、 风速影响比较 明显 当风 速达到 5 r n s以上时 不同风向会使空冷系统形成 热 回流 降低风机效率 ： 冷空气经过 A C C散热器后 转换 成热 风呈 羽流状 上 升 被 炉斜 后方 向来 风压 制 在 A C C散热 器 平 台 热 风 又被 风 机 吸 入 形 成 热 风 再循环使背压频繁波动 如果一味地将风机投 自 动 会造成风机转速忽高忽低 ， 急剧变化 空冷岛产 生共振、 共鸣现象。 这种现象对空冷的安全运行极为 不利 风机 的 电耗 率也 比正常 时高 出许多 因此 ， 在 大风期问 空冷风机最好手动调整 留足背压跳机余 度 让 背压 随风 适度 波动 不会 对锅 炉 的燃 烧 造成 大 的影响 在具体 的调整中， 根据外界风向， 风机手动 、 自动也可以同步进行 迎风面的风机或逆流风机手 动控制 ， 保持恒速 ， 其余部分风机投入 自动 ， 可以有 效地降低电耗率 同时也可避免运行人员频繁调整 3 直接空冷机组防冻措施 冬季环境温度低 ， 在排汽流量小到一定值时 可 能会导致排汽凝结放热量小于其管线对环境的散热 量 排汽在未到达空冷散热片时就已全部凝结成水 不 能实 现正 常 的汽水循 环 流动 由于空冷 散热 面积 大 冬季运行防冻工作非常重要 特别是在机组启停 和事故情况下 针对空冷系统的防冻 一方面应当事 先完善外围的防冻系统 备好防冻用品： 另一方面则 应制定机组在冬季运行时各种工况下的防冻措施 3 1 防冻 准备 工作 ( 1 )机组 原设 计 主汽 、 再 热汽 疏水 或排 大气 ， 或 排入 排 汽装置 。 冬 季空 冷机 组在启 动 、 停止 及事故情 况下 不允 许将 小 流量 的疏水 和排 汽进入 排 汽装置 否则 会造 成空 冷 系统 的冻结 ( 2 )逐列解列空冷岛 ， 掌握各列进汽蝶 阀严密 性及空冷岛进汽重新分配对机组 的影响情况 从而 制定 出机组 在启 动 、停止 及事 故情况 下空 冷 岛各列 的投人 和解 列 的顺序 进 汽蝶 阀不严 密 的列要 先投 人 后解 列 以 防止小 流量 蒸汽进 人 空冷 岛 内造 成冻 结 。对 每列 进汽 蝶 阀的伴 热带进 行试 验 ，保证其 完 好 、 可靠。 ( 3 )空冷凝 汽器投入运行后 ， 保证各列散热器 之 间 的隔离 门关 闭 防止窜 风 ( 4 )全 面封 堵空 冷 岛挡风墙 上 的孔洞 ( 5 )准 备 足 够 的测 温 枪 、 对 讲 机 ， 便 于 岛上 测 温 、联系工作 ，随时掌握空冷岛换热面温度场的情 况 。 ( 6 )准备苫布。 在异常情况下 ， 风机停用仍然不 能满足防冻要求时 用苫布将风机 F I 封住 避免冷风 对 流冻结 3 2 防冻 措施 3 2 1 冬季启 动 不 同的空 冷机组 因环境 温度 的不 同 冬 季启 动 要求单列的进汽量是不同的 如果得不到足够的蒸 汽预热 就会产生局部管路膨胀不均 发生冻结 、 冻 裂事故 因此 冬季启动最好采用高中压缸联合带旁 路启 动方 式 并计 算空 冷 系统 防冻最小 流量 给锅 炉 启动初期提供燃烧控制依据 3 2 2 正常运 行 ( 1 )当汽轮机的进汽量大于 7 0 额定进汽量时， 采暖供热 可 以投入运 行 环境 温度越低 采暖抽汽 量 越大 进入空冷岛的蒸汽量越少 空冷岛的防冻越困 难 所 以应 认真检查 空冷 岛监 视画 面的各个参数 发 现问题及 时处理 ( 2 )空冷岛检查人员应重点检查 的部位有 ： 未 投运列进汽门 、 各列空气 门、 各列凝 结水 门的伴 热 投人情况 ， 门前 、 后温度 ； 各投运列顺流管束下部 、 逆 3 2 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 0 年第 2 8 卷第 3 期 流管束上部温度 顺逆流管束温度以及管束整齐情 况 发现抽空气温度或管束温度低于 0时 应降 低风 机转速 或停止 风机运行 如果 长时 间低温 可通 过提高背压或降低供热负荷进行消除 运行中应将 每列 人行道 的 门关 闭 减少 风在各 单元之 间的流 动 ( 3 )机组 运行 时 ， 排 汽 温度 与凝 结水 回水 温 度 之 差 ( 过冷 度 ) 应 不 大 于 3 ， 抽 空气 温度 与 凝结 水 温 度温差控 制在 l 0 1 5 否则 可采用 增加负荷 、 增 加背压 、 停运风机 、 使风机倒转或启动备用真空泵等 方法 对逆流区内蒸汽和不凝结气体进行强制流动， 使管束温度上升或降低空气抽出管与凝结水温差 ， 使部分冻结的管束迅速融化 空冷风机在 自动方式 下运 行 各运 行风 机尽量 控制在 同一频 率 ( 4 )机 组 投入 供 热抽 汽 运 行后 ， 应 注意 以下 2 点： 保持机组有功负荷不低于 2 1 0 MW： 严格监视供 热抽汽压力 供热抽汽压力应不低于 0 1 8 MP a 。 ( 5 )供热抽汽投入后 。 应遵循如下规定 ： 环境温 度 为 一 5左 右时 凝 结 泵 出 E l 凝 结水 流 量不 小 于 2 6 0 t h 一 1 0 o C 左 右 时不小 于 3 0 0 t h ， 一 2 0左 右时 不小于 3 4 0 t h ： 否则 应降低 供热抽 汽量 ( 6 ) 由于供 热蝶 阀后 ( 即低 压缸进 汽 ) 没有 压力 表 为保 护低压 缸末级 叶片和保 障空冷 岛正 常运行 中最 低 进 汽量 应控 制 6段 ( 1 7 2 1级 后 ) 抽 汽 压 力 不低于 0 0 5 5 MP a 。 ( 7 )当机组 负荷率低 、 供热 抽汽量 相对较 大 、 环 境 温 度低 至一 3时 可将 第 6列 停 运 关 闭进 汽蝶 阀 如果第 6列抽空气 、 凝结水温度低于 0 c ( = 则将 第 6列的 5个风机人口用苫布盖严 保证抽空气 、 凝 结水 温度 正常 ( 8 )加强对凝 结水溶 氧 、凝 结水过 冷却度 的监 视 定期 进行真 空严密性 试验 当凝结 水溶氧 超标 时 ， 表 明空冷 系 统严 密性 较差 ， 真 空 系统 泄漏 ， 易 造 成局 部 系统 冻结 此时可适 当提 高低压 缸汽封 进汽 j 、 - k 、 。 ， 。 。 。 4 结论 利用测风塔数据与 E x c e l 软件结合计算风机停 机期间的电量损失方法 减小了计算误差 不仅可合 理规划风机运行 ， 减少停机时间 ， 提高可用率 ， 而且 压力 ， 并对安全门 、 防爆 门、 负压系统进行查漏、 堵漏 工作 直至溶氧合格 3 2 - 3低 负荷 运行 机组长时间低负荷运行时 若负荷能达到 2 0 左右 应开启旁路系统向空冷系统供汽及调整风机 转速进 行 防冻 不必解 列散 热器 尽 可能保 持各列 风 机多投 、 低频 运行 必要 时应退 出 自动 ， 手 动进行 控 制 调 节风机 转速 使 各列 散热器 下联箱凝 结水 温度 均高于 3 5( 最低不得低于 2 5 0 C ) ，且各排散热器 凝结水 过冷度 均小 于 5 同时 ， 要加强对 凝结水 的 补水量及排汽装置水位的监视 发现凝结水补水量 异常增 大 时 应检 查空冷 散热器 以及凝 结水管 道是 否冻结 、排 汽装置水 位是 否异常 ，发现异 常及 时调 整 。 3 2 4 甩 负荷 冬季机组因故甩负荷时立即将空冷控制切为 手动 如果停运所有空冷风机仍无法提高进入空冷 岛 的蒸 汽流 量时 ， 要 迅速 打闸停机 。 4 结束语 包 一通 过对直 接空冷 机组运 行工况 的分析 及进 行调整， 明显起到了节能降耗 、 使机组安全过冬的效 果 通 过不 断总结 经验 科 学地进 行试验 ， 直接 空冷 技术将 为 电厂的节 能降耗 和安全 稳定运 行做 出更大 贡献 。 f 参 考 文 献1 【 1 】孔 昭文 单排 管凝汽器在直接空冷 电站的应用简 介【 J 1 _ 内 蒙古电力技术 ， 1 9 9 8 ， 1 6 ( 6 ) ： 4 0 4 4 2 孔 昭文 ， 白永军直接空冷系统设计 、 安装 、