提高空冷机组经济性的研究

1、提高空冷机组经经济性的研究究大同第二发电厂厂(大同0337043)谭海昆文摘通过对对大同第二发发电厂两台2200MW空空冷机组的经经济性分析，以以及对煤耗影影响进行的详详细计算，从从大同地区的的实际气象条条件出发，对对怎样提高空空冷机组的经经济性提出了了具体的措施施和分析计算算方法，对可可能挖潜的降降耗措施进行行了分析。关键词空冷机机组经济性性分析节能能降耗措施大同第二二发电厂共安安装6台2000 MW凝凝汽式发电机机组，其中55、6号机组组为海勒式空空冷机组，分分别于19887年12月月和19888年11月投投产。该机组组空冷系统所所有设备均由由匈牙利引进进。空冷机组组比同类型的的湿冷机组煤

2、煤耗相对较高高，如何提高高空冷机组的的经济性，是是生产中迫切切需要解决的的问题。1系统和设备备概况大同二电厂厂5、6号机机组是东方汽汽轮机厂生产产的三缸三排排汽凝汽式汽汽轮机，汽轮轮机排至凝汽汽器的乏汽与与冷却水混合合冷却后，由由两台循环泵泵送入空冷塔塔的配水母管管，6个扇形形冷却段的进进水阀分别与与配水母管相相连，每个扇扇形冷却段有有20个铝管管、铝翅片三三角形冷却器器，每台机组组共有1199个三角形冷冷却器，并垂垂直等间距布布置在空冷塔塔的外侧。经经冷却器冷却却后的水由回回水管经水轮轮发电机(回回收经冷却塔塔流下的水的的部分能量)或旁路阀进进入喷射式凝凝汽器的水室室中。从凝汽汽器下面的集集

3、水管引出6600 t/h冷却水(是循环冷却却水量的2%3%)，经经精处理后作作为锅炉用水水。2空冷系统经经济性分析由于大同第第二发电厂两两台空冷机组组与4台湿冷冷机组容量相相同，汽轮机机和回热系统统、电气、锅锅炉等主要设设备也基本相相同(都由东东方三大动力力厂提供)，故故可用比较法法对其经济性性进行分析。影影响空冷机组组经济性的因因素主要有大大气环境温度度、风力和运运行方式。2.1环境气气温的影响5号机组投投产时，大同同二电厂曾在在匈方给定的的保证值基础础上(保证值值只测试三个个点)对2000 MW空空冷机组进行行了逐个环境境气温点的测测试，并绘制制了汽轮机排排气温度、背背压与环境温温度ta的

4、关系曲线线，并与该厂厂14号湿湿冷机组的相相同曲线进行行对比，附图图所示。附图200 MW空冷、湿湿冷机组两条条曲线的对比比由图1可算出某某一温度区间间湿冷机组与与空冷机组背背压差值及对对应的真空度度差值，并按按真空度变化化1%，煤耗耗变化0.8842%的试试验值计算出出煤耗的差值值，即在一定定气温条件下下两种机组的的煤耗情况，计计算结果见表表1。表1气温温对空冷机组组煤耗的影响响g/(kWW*h)大气温度区间/小时数/h占全年百分数%湿冷凝汽器真空空度%空冷凝汽器真空空度%平均影响煤耗年影响煤耗5387044.0595.094.42.020.895108609.7994.492.73.860

5、.381015107412.2393.389.88.571.051520143716.3692.086.714.652.42027132915.1389.679.725.53.8627301711.9588.575.039.40.773033430.4987.371.050.10.25由表1可以以计算出19988年空冷冷机组刚投运运时，因环境境温度的影响响使空冷机组组的年平均煤煤耗比湿冷机机组高9.66 g(kkW*h)。从表2可以看出，气温越高，空冷机组比湿冷机组煤耗的增加值越大。近几年来全球气温普遍升高，延长了机组在高温条件下的运行时间，如1988年超过空冷机组设计气温27.3的日历小时数

6、为184 h，而1997年达到300 h以上，造成空冷机组比湿冷机组年平均煤耗高1010.5 g(kW*h)。当环境温度ta5时，空冷机组防冻措施规定为防冻期，经空冷塔冷却后的水温应控制在2022，实际运行工况往往在25左右，凝汽器的真空度为90%92%。如不考虑防冻，空冷塔设计保证值在ta=5时凝汽器的真空度为94.4%。即为防止空冷塔冻裂，人为地将空冷循环水水温提高，从而使凝汽器的真空度降低，影响了机组的经济性。在大同地区，环境温度ta5的时间每年约有3 870 h，约占全年小时的44%。经计算，每台200 MW的空冷机组年平均煤耗增加4.34.5 g(kW*h)。 2.2大风的的影响近几

7、年来，各各方面的研究究成果和机组组的实际运行行情况表明，大大风对冷却效效果影响很大大，从而影响响机组的经济济性。机机组运行实践践表明，风速速大于6 mm/s时才会会明显影响空空冷塔的冷却却效果。在大大同地区风速速大于6 mm/s的时间间为1 0119 h/aa，其中4、55月份为2220 h，669月份为为249 hh。经计计算和运行数数据统计，得得出因大风的的影响使空冷冷机组年平均均煤耗比湿冷冷机组高1.21.44 g(kkW*h)。2.3运行方方式的影响在19944年以前，为为了缓解夏季季用水的紧张张状况，5、66号空冷机组组都安排在446月份大大修，使空冷冷机组在高温温季节的运行行时间相

8、对增增加，而在低低温度、高效效率的运行时时间相对减少少，造成空冷冷机组热效率率降低，相对对煤耗年平均均增加444.2 g(kW*hh) 。综合以上影影响因素，一一台200 MW的空冷冷机组比湿冷冷机组的年平平均煤耗高约约19.120 g(kW*h)3提高空冷机机组经济性的的途径前面分析了了影响空冷机机组经济性的的各种因素，其其中环境温度度和大风的影影响是自然因因素，是不可可改变的，而而防冻和运行行方式是人为为因素，是可可以改变的。3.1防冻方方面当ta55时为空冷冷塔的防冻期期，全年约有有3 8700 h。防冻冻期空冷塔返返回水的水温温控制在255左右，如如将返回水的的水温控制在在20，而又又

9、使冷却器不不冻，那么在在近5个月的的时间里凝汽汽器的真空度度可达到944%95%，则年平均均煤耗可降低低4.344.5 g(kW*h)。根据据防冻原理，这这种想法是可可以实现的。三三角形冷却器器的防冻原理理主要是防止止断流，即在在冷却器的铝铝管中水不能能滞流。19989年3月月山西试验所所、大同第二二发电厂、西西安热工所对对5号空冷塔塔进行了模拟拟断流试验，试试验结果表明明，冷却水在在铝管内达到到冰点的主要要因素是水的的流速、百叶叶窗的开度和和气温，而与与水温关系不不大。只要冷冷却器的出水水温度不小于于20(进塔塔水温3032)，凝凝汽器背压保保持在0.00047 MMPa，即可可保证安全运运

10、行。另另外，空冷塔塔有一套防冻冻自动保护系系统，当水温温降到18时，百叶窗窗自动关闭。当当水温降到112时，安安全阀自动打打开，空冷系系统的水放入入贮水箱中，机机组停运。从以上分分析可以认为为，循环冷却却水在20的条件下运运行，不但经经济，而且安安全。3.2运行方方式1995年年册田引水工工程完工后，保保证了该厂夏夏季用水量的的要求，两台台空冷机组可可安排在高温温季节检修，减减少在煤耗高高的季节运行行时间，从而而提高机组的的经济性。如如机组分别在在6、7、88、9月期间间检修一个月月，则年平均均煤耗可降低低1.7、22.0、1.6和1.11 g(kkW*h)。3.3空冷系系统维护方面面图1中的

11、曲曲线pk=f(ta)是在空冷冷系统冷却效效果最佳条件件下得出的，如如能保证空冷冷塔严密和保保持三角形冷冷却器清洁，则则可保证空冷冷系统处于或或接近最佳的的冷却效果。3.3.1确保空冷塔的严密性空冷塔是依靠热空气上浮、冷空气从底部补充的自然通风方式，在三角形冷却器的表面进行换热，使循环冷却水冷却后的水温下降 12。确保冷空气全部经过三角形冷却器进入塔中，是保证冷却效果的必要条件。空冷塔往往在以下部位漏风，即空冷塔进出门(未关或门已破损)、三角形冷却器底部的入孔门(未盖或破损)、三角形冷却器顶部盖板(未盖或破损)、两个三角形冷却器之间夹缝(密封带脱落或未装)以及三角形冷却器底部外围挡风玻璃(破碎

12、或未装)等。为保证空冷塔严密，要求电厂有关人员加强管理，专人负责。3.3.2三角形冷却器的防尘及清理要保证空冷塔的冷却效果，必须保证三角形冷却器外表面清洁。冷却器的外表面是翅片，翅片间距为2.88 mm，翅片厚度为0.33 mm。在空冷塔运行过程中，冷空气在翅片间不断地通过，容易积灰或堵塞。为减少冷却器外表面积灰，在空冷塔的周围严禁堆放尘土、垃圾、粉煤灰等杂物，以免大风天气将尘土刮起吸入塔中。在空冷塔停运时，必须将百叶窗关闭，避免灰尘进入翅片的缝隙中。空冷塔应定期清洗，每年至少两次以上。彻底清洗一次，可使循环冷却水温下降23，凝汽器的真空度提高1.2%1.4%，降低煤耗2.53 g(kW*h)

13、。3.4从机组运行分析中挖潜机组在运行时能够随时提供大气温度、汽轮机排汽温度和凝汽器真空度等数据。根据这些数据可以判断机组是否在最佳状态下运行。例如，如果凝汽器的真空度比大气温度所对应的值低，说明机组未在最佳状态下运行，应找出原因进行调整。具体分析方法有两种：(1) 依据图1查曲线法：例如，大气温度ta=24，查图1得出空冷机组循环冷却水温tk=55，凝汽器背压为0.0162 MPa，当地大气压为0.0885 MPa，那么真空值H应为0.0723 MPa。(2) 温差计算法凝汽器冷却水出口温度与空气进口温度之差称为初始温差，也称设计温差，是海勒空冷塔散热性能的主要参数，用IDT表示。空冷机组的

14、排汽温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为凝汽器的端差，用t表示，它们之间的关系为：tk=ta+IDT+t表2列出了匈牙利给定的保证值及试验值。表2匈方给定定的保证值及及试验值taIDTttk4.427.30.332.015.028.00.343.327.330.90.358.5(30.0)(33.5)(0.5)(64.0)注：括号内内为试验值。由于IDT和t都是ta的函数，所以tk=ta+IDT+t也必定是ta的函数，即tk=f(ta)，将f(ta)用幂级数展开，取前4项，结合表3的数据可得出以下的拟合公式：tk=24.9+1.8777ta-0.0675ta2+0.0016042ta3 (t27.33)tk=255.1+1.8777tta-0.06675ta2+0.000160442ta3(t27.33)由上式可知知，只要测出出大气温度tta，即可计算算出机组的排排汽温度tkk，如果实测测的排汽温度度比计算值高高，说明空冷冷系统存在问问题(如空冷冷塔漏风、冷冷却器表面脏脏污等)，应应及时查找原原因，采取措措施。4结论与建议议空冷机组是是缺水富煤地地区发展电力力的方向。目目前空冷机组组的煤耗比湿湿冷机组高约约19 g(kW*h)。影响空冷冷机组煤耗的的主要因素有有气温、大风风和运行方式式等。要提高高空冷机组的的经济性，应应从以下几个个方面入手：(1