直接空冷系统

1、录第一章绪论1 1.1 课题研究背景及意义11. 2 空冷系统在国内外的发展现状1 1.3 论文主要研究方向1 第二章 600mw空冷机组的介绍32. 1 直接空冷系统3 2.2空冷系统的特点3 2.3直接空冷系统的组成和范围5 2.4直接空冷系统各组成部分的作用和特点5 2.5直接空冷系统有待研究的几个问题7 第三章直接空冷机组背压调节83. 1直接空冷机组背压的概念8 3.2汽轮机背压控制系统9 第四章 直接空冷机组冬季防冻问题19 4.1空冷防冻须控制的关键因素204. 2 空冷系统的防冻措施20 第五章 直接空冷机组的夏季出力受限问题25 5.1空冷凝汽器的真空严密性265. 2真空泵

2、工作效率对空冷机组背压的影响26 5. 3自然大风和空冷岛热风再循环的影响27直接空冷机组背压调节方案分析及控制策优化第一章 绪论11、课题研究背景及意义众所周知，我国电力生产主要源自于火力发电，火力发电的主要燃料煤绝大 部分分布于内陆地区，尤其是山西内蒙地区，由于兴建火力发电厂需要大量的冷 却水源，然这两个地区却严重缺水，因而水资源问题成为制约火力发电站发展的 重要瓶颈。如何在富煤贫水地区合理利用资源大力发展火电站已经成为电力研究 的重耍课题。直接空冷技术的应用为解决这一问题提供了有效地措施。目前国内外电站空冷分为二大类:一是间接空气冷却系统，二是直接空气 冷却系统。其屮间接空气冷却系统又分

3、为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却 系统。目前这两种技术都已经成熟，但直接空冷与湿冷相比，省水65%,其效果 会更加明显；同时直接空冷具有系统简单、占地而积小、调整灵活、出投资少、 调整灵活、防冻性能好、运行可靠等特点。所以在富煤缺水地区其貝有广阔的发 展前景，且近几年发展较快，在实际设计和应用中优先考虑。12、空冷系统在国内外发展现状世界上第一台1500kw直接空冷机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是:1958年意大利空冷电站2x36mw机 组投运、1968年西班牙160mw电站空冷机组投运、1978年美国怀俄明州wodok 电站365mw空冷机

4、组投运、1987年南非matimba电站6x665mw直接空冷机组投 运。当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站 6x686mw；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最人单机容量为300mw级，目前在 伊朗投运的325mw（哈尔滨空调股份有限公司供货）运行良好。全世界空冷机组的 装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60%,间接空冷机组约占40%。13、论文主要研究方向本论文以陕西国华锦界电厂、山西兆光电厂的600mw直接空冷机组为研究对 彖，结合现场运行实际，力求在空冷机组被压调节方案分析及控制策略优化环节 上摸索出一些貝有借鉴意义的规律或结论以提高600mw直接空冷机组的安

5、全和 经济运行水平，真正发挥空冷机组的优势，以促进我国电力行业的快速发展。 木论文的主要研究内容有以下四个方面：（1）简要分析600mw直接空冷汽轮机与600mw湿冷汽轮机在运行特性和结构特 点上的差异，分析阐述采取这些差异的原因和由此而引发的安全经济运行的问题。(2) 深入地分析研究影响直接空冷机组背压的因素，并简耍地说明汽轮机背压 与各影响因素之间的关系;尤其是空冷机组的背压与变频风机转速调节之间的关 系。(3) 在直接空冷系统的变工况特性和背压选择原则明了的基础上，结合现场运 行实际，针对600mw直接空冷机组空冷凝汽器突出的冬季防冻问题，给予简要分 析和研究。(4) 在直接空冷系统的变

6、工况特性和背压选择原则明了的基础上，结合现场运 行实际，针对600mw直接空冷机组突出的夏季出力受限问题，进行简要的分析和 研究。国华锦界能源公司所在地位于陕西省东北端中低纬度内陆区域，属于中温带 干旱半干旱大陆性季风区，该地区气候特点表现为冬季寒冷，时间长;夏季炎热， 干燥多风，吋间短；冬春干旱少雨雪，温差大。由于深居内陆，流域降水受东南 沿海季风影响弱，故降水量少，且年内和年际变化均大，年内降水主要集中在7 9月，占总量的69%,尤英以8月最多，并多以暴雨形式出现，易造成洪灾。根 据该地区的气候及地形特征以及空冷的技术要求，国华锦界能源公司通过直接空 冷來实现凝结水的冷却是最优化、最口j行

7、的途径。第三章600mw空冷机组的介绍木章主要内容是首先对直接空冷系统600mw直接空冷机组的工作原理作一简单 介绍，然后重点从运行特性和结构特点两个方面对600mw直接空冷机组的特点进 行阐述说明。最后对直接空冷系统工作运行过程中可能遇到的问题予于简耍分析。2. 1直接空冷系统系统的原理就是指汽轮机做完功的排汽直接进入空冷凝汽器的冷却元件一 翅片管束，冷却空气在轴流风机的作用下以一定流速流过空冷凝汽器的翅 片管束，将凝汽器内的汽轮机排汽直接冷凝结成水。直接空冷系统主要包括:排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲 洗系统。直接空冷系统的流程:汽轮机低压缸排出的乏汽，经由2根直径为60

8、00mm 的排汽管道引岀厂房外，垂直上升到34n)高度后，分出8根直径为2800mm的蒸 汽分配管，乏汽由此引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱。当乏汽通过联箱流经空冷 凝汽器的翅片管束时，由轴流风机吸入的大量冷空气，通过翅片管的外部，与管 束内的蒸汽进行表而换热，将乏汽的热量带走，从而使排汽凝结为水。凝结水由 凝结水管收集起来，排至凝结水箱,然后由凝结水泵升压，送往汽机的热力系统， 去完成热力循环。汽轮机的排汽有约70%-80%的乏汽在顺流式凝汽器屮被冷却, 形成凝结水，剩余的蒸汽随后在逆流式凝汽器中被冷却。在逆流管束的顶部设有 抽真空系统，能够比较畅通地将系统屮空气和不凝结气体抽出，同时空冷凝汽器

9、 的管束采用单排管(是目前单排管运行的最大单机容量)，有效地防止了冬季运行 中因流量不均造成的冻结。在设计中，逆流式凝汽器因为其中蒸汽和凝结水的流 动是逆流的，这也保证了冷凝水不易在流动过程屮发生过冷和冻结。直接空冷凝汽器布置在汽机厂房a列外。机组空冷平台高40米、长92. 7米、宽 81. 5米，坐落在直径为3. 8米的16根空心清水桧柱子上。空冷凝汽器搁置在空 冷平台z上，分8排7列共56组空冷凝汽器，即每一排有7组空冷凝汽器，其 中5组为顺流，2组为逆流，逆流空冷凝汽器放在2、6列。每组空冷凝汽器由 10个散热器管束组成，以接近60。角组成等腰三角形a型结构，两侧分别为5 个散热器管束。

10、凝汽器散热管束从防冻角度考虑，采用德国gea公司最新研制的 单排椭圆管散热管束，此技术的应用在国际上屈于首例，英防冻能力要高于以往 的齐种形式的散热器。散热器布置在a型框架两侧，a型框架水平布置于空冷平 台上。配置的56台轴流变频调速冷却风机设置在每组空冷凝汽器下部，每台轴 流风机配变频调节装置一套，以适应在不同的气候条件下经济运行。空冷凝汽器 配置有清洁系统，每个空冷凝汽器冷却单元之间均被隔离，杜绝相互串风。为防 止热空气回流对空冷凝汽器换热效率的影响，空冷平台四周装冇扌当风墙。真空抽 气管道连接到每一排2、6列逆流空冷凝汽器的上部，运行中不断将空冷凝汽器 中的空气和不凝结气体抽出，保持系统

11、真空。2. 2空冷系统的特点无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可以的。 但不排除空冷系统在运行屮，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、 系统设计不够合理、运行管理不当等。这些问题有的已得到解决，从国内己投运 的600mw空冷机组运行实践证明了这一点。从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点：(1) 背压高；(2)风机电耗量大；(3)真空系统庞大；(4)节约用地；(7)冬季防冻措施比较灵活可靠2. 3直接空冷系统的组成和范围自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括:(1)汽轮机低压缸排汽管道;(2)空冷凝汽器管朿;(3)凝结水系

12、统;抽气系统;(5) 疏水系统;(6)通风系统;(7)直接空冷支撑结构;(8) 口控系统;(9)清洗装置。2. 4直接空冷系统各组成部分的作用和特点(1)排汽管道对大容量空冷机组，排汽管道直径比较粗，从目前国内几个空冷电站设计情况来 看，300mw机组排汽管道直径在dn5000多,600mw机组排汽管道在dn6000左右。排汽管道从汽机房a列引出后，横向排汽母管布置，口前有两种方式，一种为低 位布置、一种为高位布置。大直径管道的壁厚优化和制造是难点，同时也是影响 工程造价的重点z。(2) 空冷凝汽器的冷却装置 a型架构:般双排管朿由钢管钢翅片所组成，为防腐表面渡锌。单排管为钢管铝翅片，钎 焊在

13、大直径矩形椭园管上。它上端同蒸汽配管焊接，下端与凝结水联箱联结。每8片或10片构成一个散热单元，每个单元的管束为59. 5060. 50角组成a 一型 架构。 冷却元件: 冷却元件即翅片管，它是空冷系统的核心，其性能言接影响空冷系统的冷却效果。对翅片管的性能基本要求:a. 良好的传热性能；b.良好的耐温性能；c.良好的耐热冲击力；d.良好的耐大 气腐蚀能力；c.易于清洗尘垢：f足够的耐压能力，较低的管内压降：g较小 的空气侧阻力；h.良好的抗机械振动能力；i较低的制造成本。目前空冷凝汽 器冷却元件采用大口径扁管翅片管，又称之为单排管。 双排管的构成椭园钢管钢翅片，管径是100x20mm的椭园钢

14、管，缠绕式套焊矩形翅片，管两端 呈半园，中间呈矩形。首先接受空气侧的内侧管翅片距为4ninb外侧管翅片距为 2. 5mma管距为50mm,根据散热面积大小，可以变化管子根数，多根管数组成 一个管束，每8片或10片管束构成一个散热单元，两个管束约成60度角构成“a” 字形结构。单排管的构成：椭园钢管钢翅片，管径是200x20mm,两端呈半园， 中间呈矩形。蛇形翅片，钎焊在椭园钢管上。翅片管的下端同收集凝结水的集水 箱联结。集水箱同逆流单元相结。在逆流单元管根部留冇排汽口。 散热单元布置通常600mw机组布置8列6行、7行或8行单元数，单元总数有48、56、64散 热单元。散热单元冇顺流和逆流单元

15、z分。其顺流是指明蒸汽自上而下，凝结水 也是口上而下，当顺流单元内蒸汽不能完全冷凝，而剩余蒸汽在逆流单元冷凝， 在这里蒸汽与冷凝水相反方向流动，即蒸汽由下而上,水自上而下相反方向流动。 众所周知，机组运行蒸汽内总是有不可凝汽体随蒸汽运动，设置逆流单元主要是 排除不可凝汽体和在寒冷地区也可以防冻。在寒冷地区，顺、逆流单元面积比， 约5:1,单元数相比约2.5:1。在600mw机组的散热器每列是2组逆流单元,而 在300mw机组的散热器每列是1组逆流单元。每台机组顺、逆流单元散热面积z 和，为散热总面积。(3) 抽气系统在逆流单元管束的上端装置排气口，与设置的抽汽泵相联。抽气泵是抽气，分运 行和启

16、动，启动抽气时间短，300mw机组的系统容积大约5300m3,抽气同时在降 背压，使z接近运行背压。时间约40分钟。在抽气时注意，蒸汽和不凝气体的 分压力，抽气不可抽出蒸汽。抽气系统也是保证系统背压的。(4) 凝结水系统冷却单元下端集水箱，从翅片管束收集的凝结水自流至平台地面或以下的热井， 通过凝结泵再将凝结水送往凝结水箱并送回热力系统。(5) 通风系统直接空冷系统散热目前均采用强制通风，人型空冷机组宜采用人直径轴流风机， 风机可为单速、双速、变频调速三种。根据工程条件可选择任一种或几种优化组 合方案。就目前国内外设计和运行经验,在寒冷地区或昼夜温差变化较大的地区， 采用变频调速使风机冇利于变

17、工况运行，同时也可降低厂用电耗。为减少风机台 数，通常采用大直径轴流风机，直径达9. 14m. 10. 36m；2. 5直接空冷系统有待研究的几个问题直接空冷系统在国内处于起步阶段，在设计和运行上均缺乏更多经验，电厂主要 关注的不仅是空冷系统设计优化的经济性，更关心的是空冷系统的安全性，所谓 安全性主要包括两个方面：一是夏季高温能否保证设计考核点的满发，二是在冬 季低温条件下能否冇效防冻。为此，在直接空冷系统设计和运行过程屮冇必耍研 究和总结以下几方面的课题： 大风影响直接空冷系统受不同风向和不同风速影响比较敏感，特别是风速超过3. om/s 以上时，对空冷系统散热效果就有一定影响，特别是当风

18、速达到6. 0/s以上时， 不同的风向会对空冷系统形成热回流，茯至降低风机效率。为了使大风的影响降 低到最低限度，设计上必须研究夏季高温时段，某一风速出现最大频率的风向， 在设计布置时应避开，甚至适当拉犬与a列的距离。在运行期间通过气象观测收 集有关数据，根据电厂发电负荷的变化进行总结，工程实施前进行必要的物模或 数模试验，以指导设计和今后运行采集的数据进行对比总结。 热风再回流电厂运行时，冷空气通过散热器排出的热气上升，呈现羽流状况。当大风从炉后 吹向平台散热器，风速度超出8m/s,羽流状况要被破坏而出现热风再回流。热 气上升气流被炉后来风压下至钢平台以下，这样的热风又被风机吸入，形式热风

19、再循环。甚至最边一行风机出现反向转动。在工程上通过增设扌半风墙来克服热风 再循环，挡风墙高度耍通过设计而确定。 平台高度支撑结构平台高度与屯厂总体规划、空冷系统自身的要求综合考虑。平台高度的 确定原则是使平台下部有足够的空间，以利空气能顺利地流向风机。平台越高, 对进风越有利，但增加工程造价。如何合理确定平台高度，目前没有完善的理论 公式，各家只冇习惯的经验设算，解决此问题的途径是根据多家经验，通过不同 条件的模型计算和现场运行期间的测试，研究总结出一个较理想的计算方法。 防冻保护直接空冷系统的防冻是影响电厂安全运行的一个重要问题，可以采取以下措施:a. 设计上采用合理的顺流与逆流而积比，即k

20、/d结构。对严寒地区“k/d”取 小值，对炎热地区取大值。b. 加设挡风墙，预防大风的袭击。c. 采用能逆转风机，以形成内部热风循环。d正确计算汽机排汽压力与环境气温的关系，以确定风机合理运行方式。e. 先停顺流单元风机，后停逆流单元风机。f. 严格控制凝结水的过冷度。g. 严格控制逆流管朿出口温度，及吋调节逆流风机的运行吋数。2.6小结本章在对600mw直接空冷机组的空冷系统介绍的基础上，阐明了 600mw直接空冷 机组的优缺点，并重点阐明了 600mw直接空冷机组的运行特性和结构特点以及运 行过程中可能遇到的问题。本章内容为600mw直接空冷机组优化运行的分析作了 必要的铺垫。第三章直接空

21、冷机组背压调节本章首先介绍直接空冷机组背压的概念，分析影响直接空冷机组背压的因素，然 后着重分析研究空冷机组的背压与变频风机转速调节z间的关系。最终给出直接 空冷机组背压的选择原则。3.1直接空冷机组背压的概念背压常指冷凝器的压力。由于采用直接空冷系统后，容易产生不同的解释，所以 这里应统一理解背压为汽轮机低压缸的排汽压力。背压分为理论背压和实际背压。理论背压是设计汽轮机时计算或规定出来的背压，亦称作设计背压；实际背压是 汽轮机运行屮实际所具冇的背压，亦称作运行背压。设计背压又可分为最高容许背压、最高满发背压、额定背压、阻塞背压。最高容许背压保证汽轮机长期、安全运行所许可的最高背压；或者说，在

22、各 种不利工况下容许汽轮机长期运行的最高背压。由于不同的进汽流量和参数，就 有不同的最高容许背压，所以我们可以规定两个极限值：最高容许背压上限值和 最高容许背压下限值。该二值分别对应于额定进汽参数下最大的进（排）汽流量和 最小的进（排）汽流量。最高容许背压是汽轮机重要的安全技术指标z。最高满发背压汽轮机在最大进汽流量下，可以达到额定功率时的最高背压。 这是衡量汽轮机性能的重要技术指标z-o额定背压在额定工况下，汽轮机达到额定功率时的背压。平常所说的设计背 压往往仅指额定背压。这是汽轮机木体设计和排汽冷却系统设计的重要参数之一。 阻塞背压在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而

23、 增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫作阻塞背压。在 这种工况卜，汽轮机末级出口轴向排汽达到临界状态,末级出口压力达到极限值， 功率达最人值，热耗达最低值。不同的进汽流量和参数冇不同的阻塞背压值。这 也是衡量汽轮机性能的重要技术指标之一。3. 2汽轮机背压控制系统汽轮机背压控制系统根据背压测量值和设定值之间的偏差连续对风机运行台 数、转速和蒸汽隔离阀位置进行调整。（1）空冷机组经济运行背压研究分析空冷机组的运行背压与空冷风机所消耗功率之间存在一个最佳工况点，即由 于降低背压所增加的汽轮机功率与空冷风机多消耗的功率之差最大。通过试验得 到风机频率与风机总功率变化关系曲线（图1

24、）、机组背压与风机频率变化关系 曲线（图2）。图1风机总功率随风机频率变化的关系曲线3035404550风机总功率、kw55风机频率/hz图1为空冷风机群在环境气温为23. 6°c,大气压力为99. 33kpa时，风机总 功率随风机频率变化的关系曲线。口j以看出频率每变化1h刁，风机总功率就会增 加约273kw,风机频率越高，风机群消耗功率越大。图2不同负荷与气温下背压一风机频率关系曲线背压、kpa21191729252335404550风机频率/hz5560o315由图2可以看出，在某一环境温发下，当机组负荷一定时，随着风机频率 增加，汽轮机背压降低。即要降低背压，空冷风机耗功就要

25、增加。背压降低，机 组运行经济性提高，风机耗功增加导致机组运行经济性下降；当背压降低得到的 经济性小于空冷风机耗功增加值时，机组运行经济性将降低。所以，不同负荷下，对应不同环境温度，机组运行存在最佳背压（对应最 佳风机频率），在此背压下运行，机组经济性最高。最佳背压值，耍通过空冷系 统运行优化试验确定。（2）空冷机组背压调节与变频风机转速调节的关系a.变频风机的组成空冷凝汽器系统（简称acc）是由若干台空冷凝汽器构成，每台空冷凝汽器配置一 台轴流风机，建筑在高耸的空冷平台上，1台600mw国产空冷机组工程空冷系统 的典型配置为8个单元共56台空冷凝汽器，对应轴流冷却风机配置:共冇8个风 机单元

26、，每个风机单元有7台132kw风机，风机直径为8. 7m左右，共56台轴流 冷却风机，其屮每个风机单元有两台为可逆风机，共16台可逆风机。轴流冷却 风机在一个水平平面内布置，形成了庞大的轴流冷却风机群。风机电机均为变频控制，变频控制柜通过硬接线和通讯与主dcs或空冷系统dcs 相连接，dcs能根据不同的蒸汽负荷和环境温度控制风机启停及转速，使汽轮机 的排汽压力保持恒定。除节能原因外，变频调速控制述可以实现电动机“软启动”，即电动机在很低地 频率下（35hz）和屯压下启动，逐渐提高电源的频率和电压，控制屯动机在小于 1. 1倍额定电流下无冲击启动。此外风机的转速可以在（30%110%）额定转速

27、运行，调节方便，满足在各种气象条件下机组运行工况的要求。风机经常在需要 的低转速下运行，噪声和磨损都比额定转速低，有利于环境保护，降低维修费用 并延长了空冷器的寿命。b.变频风机的转速调节（1）单个变频风机的转速调节原理说明：单个变频风机的转速指令与该排变频风机的转速指令求偏差，送入选 择器。 当在手动方式下运行时，自动信号为零，零信号经过两秒的延时闭合来控制选 择器将偏茅信号送入限速模块，最后将限速模块送來的指令与本排的风机转速指 令求和作为操作器的输入指令。 当在自动方式下运行时，选择器选择零信号作为偏差信号经限速模块与本排的 风机转速指令求和作为操作器的输入指令。控制原理：不论在自动还是

28、在手动方式下m个的变频风机转速指令都是由自 动信号、手动信号、跟踪信号、自动方式信号、自动允许等共同作用而形成单个 变频风机转身指令和风机的运行方式。而生成的风机转速指令又作为反馈送回到 输入端与一排风机转速指令求偏差，用偏差信号来矫正单个风机转速指令与设定 值的偏井，从而來控制风机的转速满足被压调节的要求。（2）单个变频风机控制信号的形成伴i风机转速反馈肌风机转速指令和风机转速最小i厂t跟踩信号厂i*手动倩号* 口动信号肌风机口动方式1排伴i变频风机远方1播1风机vfc开关已开亠口动允许i2空冷第i并进汽阀门已开设定值2nv1査恥风机转速最小av：厂f1伴i风机转速丁动并最小-跟踪信号：当该

29、风机在自动方式下且风机满足最小转速条件（自动/手动）和 第一排空冷进气阀门已开则选择该风机的转速指令作为跟踪信号，若其中一个条 件不满足则把设定值作为跟踪信号。当在手动方式下直接把该风机转速反馈作为 跟踪信号。手动信号：风机满足最小转速要求、空冷进气阀门已开、变频风机远方信号 为零则牛成手动信号。自动信号：风机满足最小转速要求、空冷进气阀门已开、变频风机转速指令 为一、风机转速口动方式条件而产生口动信号。自动允许：变频风机远方、风机vfc开关已开、空冷进气阀门己开，三个 信号求与生成口动允许信号。风机最小转速：风机转速反馈进过高低值限制器和信号采集判断求与生成 最小转速信（3）单排变频风机的调

30、节在一排风机手动的情况下，自动信号为零进过2秒的延吋闭合送入选择器和 限速模块，选择器选择一信号输入作为偏差信号。偏差信号是由一排变频风机的 转速指令减去风机转速指令与风机转速指令设定值的和。将偏差信号进过限速模 块送入加法器与变频风机转速指令、转速指令设定值求和作为操作器的输入值。s：i k m iks oikao.输入指令自动方式i一排风机转速指令ap一排变频风机转速指令：操作器输入值在跟着信号、手动信号、自动信号、 自动方式信号共同作用形成i排变频风机转速指令和i排变频风机转速自 动方式信号。手动信号的形成:1sor#2风机门动方式 常3风机口动方式 #4风机口动方云 朽风机口动方袁 场

31、风机口动方式 旳风机口动方犬 心风机口动方式手动信号：一排七台变频风机运转方式求或后取反再进过一秒的延时断开作 为手动信号。只要一排风机全部采用手动方式则本排风机采用手动方式。松风机口动方式"3风机口动方式 #4风机口动方龙 心风机口动方元 场风机口动方犬 旳风机|'1动方頁 4风机口动方式or-丄3s2 s风机口动投运自动信号：-排七台变频风机的运行方式求或在和风机自动投运信号求与再 进过3秒的延时闭合并产生一个两秒的脉冲信号作为手动信号。一排的七台 变频风机只要冇其屮一台处于自动方式并月风机允许自动投运则该排风机 就采用口动方式。#2风机转速指令|#1风机转速指令| #3

32、风机转速指令| | #4风机转速指令| | #5风机转速指令#4风机转速口动方式1i#5风机转速占动方式#6风机转速门动方式#7风机转速门动方式 一 _ _ 一 _ 一ii _ 一一 跟踪信号：跟踪信号跟踪的是口动方式下风机的转速，本方案是米用选择模 块来选取要跟踪的风机，选择的条件是该风机是否处于自动方式。一排七台 风机从一号到七号逐次跟踪并且越往后优先级越高，即第一台和第二台都是 自动则跟踪第二台。如果都是自动或最后一台是自动则跟踪最后一台，把最 后一台风机的转速作为跟踪信号。变频风机转速反馈：一号、二号、三号变频风机的转速指令求和，四号、五 号、六号变频风机的转速指令求和，然后将两个求和

33、信号与七号变频风机的转速 指令求和，最后是求和信号除以七就求的了一排变频风机的转速反馈。3.3小结本章内容首先明确了 600mw直接空冷机组背压的概念，分析了影响直接空冷 机组背压的因素，并简要地说明了汽轮机背压与各影响因素之间的关系并重点介 绍了变频风机转速调节与汽轮机背压之间的关系，最后给出直接空冷机组背压的 选择原则。本章内容为600mw直接空冷机组冬季突出的防冻问题和夏季出力受限 问题关于背压的选择提供了分析基础。第四章直接空冷机组冬季防冻问题防冻问题是空冷机组最重要的问题，特别是在我国北方严寒地区，空冷凝汽器冻 结是常见现彖，严重影响机组的安全经济运行。本章内容首先分析说明了空冷防

34、冻须控制的关键因素，然后根据600w直接空冷机组已有的一些运行经验和数据, 通过空冷风机各种运行方式的分析比较，确定冬季空冷风机的优化运行方式，并 提出必要的防冻措施。4. 1空冷防冻须控制的关键因素空冷凝汽器管内蒸汽通过换热管及翅片把热量传给管外空气，使蒸汽凝结，当管 内蒸汽量过小或管外空气量过大时，蒸汽在管束中沿管长大部分提前凝结为水并 沿管壁向下流动，且在流动过程屮继续被冷却；凝结水在翅片管内流动时，屮心 区为紊流区，管壁附近为层流区。理论分析认为，紊流区流体放热以对流为主, 层流区流体放热以传导为主，流体在翅片管内层流区的厚度与流体的流速冇关, 流速越小，层流区越厚。当流速减小到一定程

35、度时，翅片管内流体完全转变为层 流，流体宏观上接近于静止状态。这时流体放热以传导为主。流体对管壁放热过 程屮，其温度不断下降。当温度下降至0°c以下时，流体开始冻结。随着流体不 断向管壁放热，冻结程度不断加剧，最后液体变成固体，凝结为冰。冻结现象发 生以后，蒸汽流道变窄，空冷翅片管内流体出现流动速度慢、流动中止或断流等 现象，进-步加剧空冷翅片管内流体冻结现象的发生，严重时会冻坏冷却管朿。4. 2空冷系统的防冻措施当环境温度低于-3°c时，直接空冷系统进入冬季运行，空冷系统防冻按如下措施 执行。无论任何情况只要当冷却空气温度降到-3°c延时5分钟后，acc防冻保护

36、 启动，凝结水的过冷保护成为空冷凝汽器重要的内容。凝结水的过冷很容易因结 冰导致空冷散热器基管的堵塞，如果频繁发生，散热器 基管就可能变形甚至被 损坏。因此，直接空冷机组在接近冰点的温度下运行期间，耍严格采取一切措施 避免凝结水过冷现象。在正常运行期间并且当坏境温度低于某一结霜点时，在 逆流凝汽管束的上部会发现结霜，这是由于那里有不可凝气体的过冷现象发生。 如果这种状况持续一段时间，比如在24小时内环境温度始终低于冰点，就可能 会逐渐地堵塞逆流散热器基管的下端，并且妨碍不可凝气体的排出。1、空冷凝汽器正常运行时的防冻措施：acc防冻保护是用于在设备运行期间防止管道冻结。当测量的坏境温 度持续低

37、 于-3°c延时五分钟后，防冻保护启动；当环境温度持续高于+3°c延时五分钟后, 防冻保护停止。1. 1当运行中的半数列（共8列）管排（蒸汽阀打开时）的凝结水温度低于25°c（可调整），汽轮机背压设定值增加3kpa1.2如果凝结水温度仍然低于25°c,则需要在30分钟后将汽轮机背压再增加3 kpa1.3在汽轮机背压设定值 改变后，当所冇8列凝结水温度都高于30°c,则在 延时60分钟z后将汽轮机背压设定值降低3 kpa1. 4 当所冇64台风机 转速低到15hz时，按008-001-007-002-005-004排的 顺序停运顺流空冷风机（每次

38、停8台），若机组背压设定值不变时检查停运第008 排顺流风机后剩余7排x8列共56个顺、逆流风机的转速同吋升高（大于15hz）, 当剩余7排x8列共56个顺、逆流风机的转速减速到15血时停运第001排顺流 风机，若机组背压设定值不变时，检查剩余6排x 8列共48个顺、逆流风机的 转速同时升高（大于15 hz）,依此类推直到直到只冇003和006排x8列共16 个逆流风机在运行。如果所有逆流冷却单元（共16个）运行冷却风机（此时检 查所有顺流冷却单元48个冷却风机应已经停 运）从原运行速度减速15hz,则 按照8、1、7、2、6、3、5、4列的顺序停运对应列的逆流冷却风机（003、006 号）并

39、且隔离该列，若机组背压设定值不变时检杳停运第8列逆流风机后剩余 7列14个逆流风机的转速同时升高（大于15 hz）,当剩余7列逆流风机的转速 减速到15hz时，停运第1列逆流风机若机组背压设定值不变时，检查剩余6列 12个逆流风机的转速同时升高（大于15 hz）,依此类推直到第4列逆流风机停 运，启动防冻第4列逆流风机反转程序。1.5在加热期间，acc控制系统将不会改变运行工序。2、机组正常运行时防冻注意事项：2. 1运行中注意监视各列凝结水出水温度不低于25°c,抽气口（抽真空处） 温度不低于25°co每班就地检杳不少于两次。2.2启动过程屮设专人每小时对空冷各排、各列凝

40、 结水温度就地用红外线测温 仪实侧一次，有异常及时汇报并口增加检查次数。2. 3炉点火后保持两台真空泵运行。2.4并网前空冷风机尽可能不投。2.5炉点火至并网而，在保证低压缸排汽温度不超120c情况厂 尽量提高排 汽温度。2.6若凝结水温度低于5°c,启动备用真空泵，保持三台真空泵运行。2.7并网后严密监视各列凝结水温度的变化情况，然后根据机组背压设定值与 测量值的情况按照acc的规定投入风机运行。2.8空冷岛正常运行期间，尽量保持所有列风机的频率相同，低负荷吋尽可能 保持各排风机多投、低频运行（应大于15 iiz）o2.9在同列中绝不能出现某一风机频率过高现象。2.10机组正常运行

41、时，应尽量控制机组负荷高于空冷岛在不同环境温度下机组 运行的最低负荷。2.11机组正常运行时，依靠设定背压与测量背压的比较自动调节风机转速，使 齐列空冷凝汽器卜联箱凝结水温度均高于35°c （最低不得小于25°c）且各列空 冷凝汽器凝结水过冷度均小于6°co2. 12 机组正常运行时，如果任一列凝结水温度有明显下降趋势时可将该列逆 流风机003、006号切手动并停运，或者每隔4h将各列两台逆流风机003、006 号切手动并停运30min,然后启动风机并将频率调整到与该排其他风机相同投 自动。当抽气口温度低于15°c时，可将该列逆流风机003、006号切手

42、动并停运。2. 13机组正常运行吋，调节空冷风机转速，维持机组在真空1520kpa运行, 并监视凝结水温度不超过60°c,否则立即通知精处理值班员，应适当降低机组 背压设定值或适当降负荷。2. 14运行屮空冷散热器凝结水的任一温度降金25°c以下时，应及时查找原因, 温度继续降低至20°c以下时，使机组背压设定值增加3kpa,必要时将该列风机 切手动降低风机转速，若30inin内温度不上升，则增开一台真空泵运行，当空冷 凝汽器凝结水温度上升至25°cli空冷岛进汽温度与空冷凝汽器凝结水温度之差 小于6°c时停运。2. 15空冷岛运行期间，关闭空

43、冷岛各列散热器端部小门及同一列屮各冷却单元 通行小门。2.16冬季运行期间，每班就地实测各列空冷凝汽器及联箱表面温度至少两次, 并按要求记录各空冷凝汽器最低温度值，发现投运空冷凝汽器列凝结水联箱外表 面温度低于0°c时，立即通知汽机维护人员采取措施。当所有64台风机转速低 到15hz时，按008-001-007-002-005-004排的顺序停运顺流空冷风机（每次停 8台），当空冷风机未停运列的两端空冷凝汽器凝结水或联箱外表面温度低于0°c 吋，必要吋可将该列001、008风机切手动运行并停运。2.17每班就地实测各空冷凝结水回水管外表面温度两次，发现温度偏差较正常 运行时

44、偏差较大时，及时查找原因。2. 18冬季运行期间，加强对除氧装置、排汽装置的补水量及水位的监视，发现 除氧装置、排汽装置水位下降，补水量异常增大时，应分析空冷凝汽器以及凝结 水管道是否冻结。3. 机组启动时空冷系统的防冻措施3. 1冬季启机过程屮应设专人对空冷岛各列散热器下联箱及散热器管束进行就地温度实测，有异常时应增加检查和测量次数。3.2冬季机组启动前，关闭空冷岛各列（除第四列外）空冷凝汽器进汽蝶阀、 凝结水门及抽空气门，将至除氧装置、排汽装置的所有疏水门关闭，锅炉点火后， 控制炉膛出口烟温不超过540°c,打开锅炉5%启动旁路；锅炉汽包压力至4. 14mpa时关闭5%启动旁路。

45、升温升压至1. 0-4. 0 mpa时，按照“00”步序机 组送轴封抽真空，当真空达15 kpa以下时，开启主、再热汽及所有疏水开启高 低压旁路向空冷岛供汽，关闭末过出口对空排汽阀，并使蒸汽量达到规定的最小 进汽量以上，检查当空冷凝汽器凝结水温度高于35°c吋，按acc控制顺序启动 相应的空冷风机。真空严格按照“汽轮机背压负荷限制曲线”调整。3.3在环境低于-10°c （可调）的机组启动过程中，第4列逆流单元风机在口动模式中可以实现反转，具体规定如下：3.4只冇在环境温度低于-10°c （可调），运行人员投入该自动控制，并月控 制工序在“0”步序（所有风机停止并且

46、列上的隔离阀关闭），反转控制才有效。3.5如果第4列在运行中抽气温度低于5°c,则逆流单元的风机启动反转模式 在20hz转速下运行20分钟（可调）,直到抽气温度达到30°c （可调）；并且保 证凝汽器排汽温度与真空抽气温度偏差v 15°c o3.6如果20分钟后抽汽温度仍然没有达到30°c,则应继续在20hz转速下运行 20分钟新的反转循环。3. 7如果系统要求进入控制工序“ 1 ”，风机则应停止反转，经过5分钟延吋（可调）方可转为正常模式下运行。3.8 机组启动后，随着进入空冷岛排汽量的增加，根拯机组设定背压与测量背 压的比较自动或手动逐渐投入各列空冷

47、凝汽器运行，投入顺序为先投4-5-3-6-2-7-1-8列的003、006号逆流风机（每次投两个）,同时该列空冷凝 汽器解除隔离状态。当机组测量背压大于设定背压时（监视已投入列的空冷凝汽 器凝结水温度尽可 能大于35°c以上），acc程序自动投入下一列空冷凝汽器。 当所有列逆流冷却单元（共16个）冷却风机全部运行且转速达到42. 5hz时根据 机组设定背压与测量背压的比较依次自动或手动投入各排顺流冷却单元风机， 投入顺序为004-005-002-007-001-008排顺流冷却单元风机（每次投八个）。3.9机组并列后，根据汽缸金属温度尽快带至最小防冻流量所对应的负荷。3.10旁路系统

48、投入后，控制低旁减温器后温度在100-150°c,在保证空冷岛进 汽温度小于120°c情况下，尽量提高空冷岛进汽温度；调整两侧低旁开度及减 温水门开度，控制两侧排汽装置压力差不超过6kpa,排汽温度差不超过15°c。4、机组停机时空冷系统的防冻措施4.1机组在停机过程屮，根据机组设定背压与测量背压的比较首先依次自动切 除各排顺流冷却单元风机按008-001-007-002-005-004排的顺序停运（每次停8 台），然后依次自动切除逆流冷却单元（共16个）运行冷却风机，按照8、1、 7、2、6、3、5、4列的顺序停运对应列的逆流冷却 风机（003、006号）并且隔

49、 离该列。机组打闸停机后，立即关闭所有至排汽装置的疏水，破坏真空，关闭所 有空冷岛进汽蝶阀、凝结水门及抽真空门（第四列除外）并就地确认蝶阀在完 全关闭状态。4. 2 如果冬季运行屮机组 跳闸，立即停止所冇空冷风机,若机组能立即启动， 将1、2、3、5、6、7、8列进汽蝶阀及相应的抽空气门、凝结水门关闭，投入高 低压旁路系统运行并确保最小防冻流量。若机组不能立即启动，处理过程同正 常停机。4.3冬季启停机时，尽量安排在口天气温高时进行。4.4每班定期检查空冷凝汽器进汽蝶阀、凝结水及抽空气管道拌热带的投入情 况。进汽蝶阀拌热带在蝶阀关闭时投入，蝶阀开启后退出，抽空气管道拌热带在 抽空气管道内温度低

50、于15°c时投入，高于30°c时退出。4.3小结本章内容针对600mw直接空冷机组突出的防冻问题，首先分析说明了空冷防冻须 控制的关键因素，并围绕这些关键因素,通过空冷风机各种运行方式的分析比较, 对空冷机组冬季防冻做了三个方面的主要说明。第五章直接空冷机组的夏季出力受限问题本章针对600mw直接空冷机组突出的夏季出力受限的问题，首先分析了机组夏季 出力受限的原因，然后重点分析了几个主耍的影响因素，并捉出相应的对策同时 就夏季机组高负荷、高背压运行的几个突出问题也作了必要的分析和说明。我国北方地区直接空冷机组，在夏季高温阶段直接空冷机组背压能够达到 45-50kpa都不同程

51、度出现由于运行背压高而产生机组限出力现象，大约限制 10%-20%的额定出力，严重制约空冷机组夏季的安全满发和经济运行。直接空冷 机组夏季运行时自然大风对机组背压影响较大（大风能使机组背压升高 10-15kpa） o因此，通常夏季运行的直接空冷机组背压都留有一定的安全裕量, 一般直接空冷机组背压不易超过48kpa （空冷机组最高背压保护值为65kpa） o 在相同工况下最大限度地降低空冷机组背压是空冷机组夏季安全满发和经济运 行的重要保证。空冷凝汽器的真空严密性、表而清洁度、真空泵的工作状况、气象条件、空冷风 机转速等因素都会影响空冷凝汽器的背圧，这些因素都可能成为直接空冷机组 背压高、夏季带

52、负荷能力差的原因5.1空冷凝汽器的真空严密性空冷机组的真空系统严密性是一个普遍存在的问题，空冷机组的真空容积庞大、 安装焊11多容易造成真空系统泄漏量大，从而影响空冷机组真空系统的严密性， 导致机组运行背压升高、煤耗壇大、带负荷的能力降低空冷凝汽器的清洁度对机组背压的影响由于电厂周围风沙大、污染较为严重，加之夏季电厂周边煤粉、树木的飞絮昆虫 等在迎风而形成一层毡状附着物，使空冷凝汽器翅片管的翅片间隙减小，其至 堵塞空冷换热风道，严重影响了空冷凝汽器的通风能力，造成空冷金屈翅片传 热系数下降，导致机组背压升高最终影响机组的热经济性。所以，必须通过空冷 凝汽器清洗系统严格的冲洗，才能保证空冷凝汽器的性能。5. 2真空泵工作效率对空冷机组背压的影响真空泵是否在止常工况卜工作，直接影响真空泵组的抽空气量，真空泵工作状 态恶化、引起抽空气能力下降，从而影响机组背压，导致机组夏季带负荷能力和 热经济性下降。真空泵工作水环温度对机组背压的影响：由于水环真空泵的工作水环的温度直 接彩响水环真空泵抽气口的真空度，工作水环运行温度升高如果接近或者等于 空冷凝汽器的饱和压力卜的饱和温度时,真空泵的工作水就可能发生汽化，破坏 真空泵工作水环的形成，造成真空泵抽气能力下降、真空泵抽气口压力升高，从 而使整个