直接空冷机组空冷风机运行调整优化

660MW超临界直接空冷机组AGC运行改进优化摘要：大唐景泰发电厂一期工程2×660MW超临界燃煤机组，地处甘肃、宁夏、内蒙三省交界的甘肃省白银市景泰县，距离甘肃兰州170km。

近年来，由于经济形势不好、环保压力大、区域新能源消纳压力大等因素影响，景泰电厂成为西北电网重要的区域调峰机组，对AGC响应时间及速率要求逐渐提高，对机组运行调整也带来极大地挑战。

本文主要对AGC快速变化工况下如何通过协调优化、配煤掺烧、运行调整等手段，在保证参数稳定的情况下达到快速升降符合的目的。

关键词：AGC；负荷响应速率；运行调整1 引言大唐景泰发电厂一期工程2×660MW超临界燃煤机组，采用上海电气集团锅炉厂有限公司生产的SG-2210/25.4-M980型超临界压力直流锅炉，本锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、单炉膛、四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，锅炉布置为紧身封闭岛式。

锅炉燃烧系统按配中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统设计，24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。

制粉系统采用ZGM113G型中速辊式磨煤机，冷一次风机正压直吹式系统。

燃烧方式采用最新引进的低NOx同轴燃烧系统（LNCFS）,煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式喷燃器。

一次风用于输送和干燥煤粉。

由两台动叶可调轴流式一次风机从大气中抽吸而来，送入三分仓预热器的一次风分隔仓，加热后通过热一次风道进入磨煤机。

2采取的方法2.1协调系统优化AGC，简称自动发电控制系统，是一种成熟的综合控制技术。

电网调度对发电机组AGC主要投运指标有以下几个方面：1.机组负荷变化率；2.机组负响应迟缓时间；3.机组负荷变化范围；4.机组负荷静态偏差；5.机组负荷动态偏差。

在上述几个指标中负荷变化速率和负荷响应迟缓时间是其中比较主要的指标。

电网调度要求火电机组的处理能快速的随指令的变化，即负荷延时响应延时小、负荷变化速度快、负荷变化范围大。

直接空冷机组运行问题分析及措施探讨直接空冷机组在运行经济性和安全性方面与湿冷机组有明细区别，如：排汽压力高、空冷设备耗电率高等。

结合河北建投沙河电厂2*600MW直接空冷机组运行经验，探讨直接空冷机组运行中的有关问题及解决措施，为提高直接空冷机组运行效率提供参考。

标签：直接空冷；空冷岛；优化运行0 引言直接空冷技术在国内应用时间较短，缺乏运行经验。

如何降低设备电耗，提高机组真空；如何高温保证机组的满出力和冬季能有效防冻。

下面从不同角度探讨。

1 真空系统严密性差（1）问题分析。

直接空冷系统庞大，存在大量焊缝及其他易漏真空部位，随着运行时间的延长，因膨胀收缩剧烈及机械损伤，真空系统严密性呈持续下降趋势。

（2）应对措施。

定期进行真空严密性试验，发现异常，进行真空系统查漏。

室内真空系统查漏可采用氦质谱检漏和超声波等检测方法。

室外部分查漏相对难度较大，可在冬季运行中借助红外成像仪确定低温易积空气区域，对该区域进行重点查漏。

对于可隔离的空冷凝汽器，可在停机时采用压缩空气检漏与超声波检漏相结合的方法。

2 换热片脏污2.1 问题分析强制通风的翅片管束表面会产生灰尘、杨絮等污垢，传热系数降低，流动阻力增加。

尤其是杨絮期，短时间内大量杨絮堵塞空冷散热翅片，空冷凝汽器散热能力急剧下降，严重影响机组安全。

2.2 应对措施（1）优化冲洗设备。

优化前，沙河电厂曾由于冲洗设备出力限制，大量杨柳絮堵塞空冷散热翅片，造成机组非停。

优化后，每台机组空冷岛冲洗系统配置2台由6kV、250kW电机驱动流量85t/h的多级离心泵，并且喷头数量增加至60个。

2014年沙河电厂成为河北南网空冷机组唯一没有因高温出力受阻的电厂。

（2）合理安排冲洗工作。

根据4、5月份多风、多絮状物的气候条件，加大冲洗频率，及时将附着物冲洗掉，防止附着物板结或深入翅片缝隙。

及时将冲洗掉落在空冷岛及地面上的的絮状物清理，防止二次污染。

杨絮期过后，适当减少冲洗频率。

大型直接空冷机组冷端优化运行大型直接空冷机组冷端运行优化研究技术方案直接空冷机组正常运行时通过调节空冷风机的转速（频率）来控制机组背压，风机频率变化范围一般在20～50Hz，超频运行时可达55Hz。

在大幅调整空冷风机频率的同时，机组背压可以在大范围内连续变化，与湿冷机组相比，空冷机组背压调整更灵活。

理论上，通过调整空冷风机的频率，可以使机组在最佳背压下运行。

背压变化，汽轮机功率变化与空冷风机耗功变化的差值为最大时的背压称凝汽器的最佳背压（最有利背压）,也称经济背压。

本项目根据最佳背压理论，通过现场试验并利用目前正在使用的耗差系统计算出最佳背压所对应的风机频率，并给出运行调整建议。

一、研究内容和实施方案（一）、通过现场试验得出空冷机组微增出力曲线。

（二）、通过试验得出不同负荷、不同环境温度下空冷风机转速与背压的关系。

（三）、根据试验得出空冷风机转速与功率的关系。

（四）、利用耗差系统计算出汽轮机功率增量与空冷风机功率增量之差最大时对应的空冷风机频率，并给出调整建议。

（五）、记录调整前后机组背压引起的耗差与空冷变电率引起的耗差之和，对比调整前后耗差之和的变化趋势，对优化结果校核，并根据校核情况重新给出调整建议。

二、试验方法（一）、通过现场试验绘制机组微增出力曲线根据机组微增出力试验可以得到机组在不同负荷下背压与出力变化的关系，如图1：(1)式中：—机组出力变化，kW；—机组负荷，MW；—机组背压，kPa。

图1：不同负荷下背压与机组微增出力的关系1、试验目的通过试验得出不同负荷下机组的微增出力ΔN T随背压变化趋势，并通过试验数据整合数学模型得到机组微增出力ΔN T与机组背压和低压缸排汽流量的函数关系式：=f（） (2)—热平衡图上机组功率所对应的排汽流量，t/h。

(3)N —机组功率，MW；m,d —系数。

2、试验要求1）、取5组负荷工况进行试验，每组负荷工况至少取4个背压点。

2）、进行同一组负荷试验时，要求汽机进汽流量保持不变。

直接空冷机组空冷风机群运行节能分析董铮摘要：直接空冷系统在运行阶段会出现真空泄漏、结霜和积灰现象，这种情况会降低系统的安全运行效率。

这些问题可以通过优化计划、改进工艺、质量控制和定期维护来解决。

此外，环境温度、风速、风向等也会导致直接空冷系统结露，因此必须采取相应的措施降低散热器口的空气温度，提高系统的空气流量，使空冷机组能够稳定、定性地工作。

关键词：直接空冷机组；空冷风机群；运行节能前言直接空冷技术因其巨大的节水优势，在我国发电行业获得了快速发展。

尤其在北方煤炭资源丰富、淡水资源相对匮乏的地区，直接空冷发电机组的应用与推广对实现当地煤炭资源高效利用、节约发电用水意义重大。

然而，由于直接空冷机组冷端系统设备结构庞大，散热单元数量众多，机组运行背压易受负荷变化和外界因素的影响等，也使得对机组的运行调节更加复杂和频繁。

理论方法得到的计算结果无法满足机组的频繁调节，且机组现有的运行调节方式仍以运行经验和试验结果为主。

当运行条件发生频繁变动时，机组的运行调节不能紧随工况变化，存在主观性和随意性。

1空冷系统运行优化试验方法对于已投产的直接空冷机组，影响运行背压的因素主要有环境温度、空冷系统热负荷（机组负荷）、冷却空气流量（空冷风机运行频率）：pc=f（N，fF，ta）（1）式中，pc为运行背压，kPa；N为机组负荷，MW；fF为空冷风机运行频率，Hz；ta为环境温度，℃。

空冷风机最佳运行方式的确定是以净出力为目标函数，通过背压对机组出力影响特性和空冷风机耗功特性比对分析寻优得到，具体计算如下：（1）背压对机组出力的影响特性汽轮机初参数和高调门开度固定，通过改变背压使得机组出力变化，得到背压对机组出力的影响关系：ΔN=f（N，pc）（2）（2）空冷风机运行频率对背压的影响特性机组负荷和环境气温不变的情况下，通过改变空冷风机运行频率使得机组背压变化，得到空冷风机运行频率对背压的影响关系：pc=f（N，ta，fF）（3）（3）空冷风机运行频率对耗功的影响特性环境温度不变的情况下，通过改变空冷风机运行频率，得出不同风机指令下风机能耗与风机指令的关系：NF=f（fF，ta）（4）式中，NF为空冷风机总耗功，kW。

汇报人：2023-11-30•引言•直接空冷系统工作原理及特点•直接空冷系统运行现状及问题•直接空冷系统优化方案及实施•直接空冷系统运行优化实践及效果•结论与展望引言随着能源结构和电力技术的不断发展，直接空冷系统在火电、核电等领域得到了广泛应用。

节能减排需求为降低能源消耗和环境污染，对直接空冷系统运行优化的研究具有重要现实意义。

直接空冷系统的广泛应用研究背景与意义VS研究内容与方法研究内容本文主要针对直接空冷系统的运行特性、优化策略和实验方法进行探讨。

研究方法本文采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对直接空冷系统运行优化问题进行深入研究。

直接空冷系统工作原理及特点直接空冷系统是一种利用空气作为冷却介质来冷却蒸汽或其他高温流体的设备。

它主要由散热器、风机、蒸汽分配系统和控制系统等组成。

直接空冷系统的基本工作原理是：高温流体通过散热器与空气进行热交换，将热量传递给空气，使流体温度降低。

直接空冷系统通常采用自然通风或强制通风的方式进行冷却。

01散热器是直接空冷系统的核心部件，通常采用翅片式结构，以增加散热面积和效率。

风机的作用是将空气吸入直接空冷系统，并将空气吹向散热器，以增强散热效果。

蒸汽分配系统负责将高温流体分配到各个散热器上，以确保热量的均匀分配。

直接空冷系统结构简单，主要由散热器、风机和蒸汽分配系统组成，没有繁琐的管路和阀门，维护方便。

020304结构简单、维护方便、运行稳定、冷却效率高、适用范围广等。

受环境因素影响较大、占地面积较大、投资成本较高、需要消耗大量电能等。

直接空冷系统优缺点分析缺点优点直接空冷系统运行现状及问题国内外研究现状国内研究国内学者对直接空冷系统的研究主要集中在冷却效率、系统优化和节能减排等方面。

其中，对于冷却效率的研究主要关注入口空气温度、风速、翅片间距等参数的影响；系统优化方面则主要关注如何提高冷却效果、降低能耗以及减少环境污染等方面。

国外研究国外学者对直接空冷系统的研究重点在于提高冷却效率、降低噪声和振动、优化系统布局等方面。

直接空冷机组空冷岛运行优化探讨作者：史超来源：《中国新技术新产品》2015年第04期摘要：本文通过对现存的直接冷空机组空冷体系的工作效率、性能剖析，进而提出直接冷空机组空冷岛运行优化的数据模型，为各种环境温度条件、机器运作下空冷岛最佳的实施方案奠定基础。

文章将结合具体的实例对直接空冷机组空冷岛运行优化的相关内容进行探讨。

关键词：直接冷空机组；空冷岛；运行优化中图分类号：TB651 文献标识码：A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。

直接空冷机组冷端性能优化摘要：直接空冷机组具有优良的防冻性能，但由于真空系统容积大，冬季低环境温度运行时，防冻措施仍有不足，需采取一定的优化措施，达到较好的防冻效果。

关键词：直接空冷；排汽压力；真空；背压0 引言直接空冷两缸两排汽汽轮机低压缸为碳钢板的大型焊接结构，由于尺寸大，刚度相对较差。

低排汽压力运行时低压缸内外压差较大易产生变形，存在改变低压缸部分动静间隙、引起动静碰磨、汽机振动增大的风险。

直接空冷机组空冷设备庞大，负压系统容积大，冬季运行时，受严密性影响及出于防冻考虑，机组运行排汽压力偏高，经济性差。

同时，由于水环真空泵的抽吸能力有限，抽真空系统出力对直接空冷机组排汽压力控制造成很大影响。

直接空冷机组具有优良的防冻性能，但由于真空系统容积大，严密性指标对其空冷防冻性能影响很大。

某600 MW直接空冷两缸两排汽机组由于低压缸刚度偏低，低背压运行时易引起低压缸变形造成动静碰磨振动，通过低压缸通流间隙优化、抽真空系统优化、运行方式调整等手段，实现了满足空冷防冻前提下的排汽压力优化，提高了机组低环境温度下的运行经济性，为同类型机组进行相关冷端性能优化提供了参考。

1 机组概况某电厂2×600 MW机组汽轮机为上海汽轮机厂生产的NZK600-24.2/566/566型超临界双缸双排汽直接空冷凝汽式汽轮机。

空冷岛配置56台风机，抽真空系统配置3台水环式真空泵，正常运行中真空泵采用1用2备运行方式，真空泵运行电流210 A左右。

机组自投产以来，为了防止空冷系统冬季发生冻损事故，冬季运行时一直将机组最低排汽压力维持在10 kPa。

2 抽真空设备优化方案分析600 MW机组原有抽真空设备为3台100%容量的水环真空泵，正常运行时1台水环真空泵运行，运行电流为210 A，冬季环境温度低时，受水环真空泵工作液温度影响，水环真空泵的抽真空能力有限，尤其是当机组运行背压为10 kPa时，空冷岛抽真空温度和凝水温度偏差较大，有造成空冷岛管束冻结的潜在危险。

直接空冷机组冷端系统运行优化摘要：在一些环境比较特殊的地段，比如煤炭资源丰富，但是水源总量不足，在建设新电厂的时候，往往使用直接空冷系统作为机组凝汽设备。

在正常的生产运行中，直接空冷机组在运行时背压较高，这一现象在夏季尤为严重。

这在一定程度上对直接空冷机组的整体安全运行性能带来了消极影响。

基于此，本文就直接空冷机组冷端系统的运行进行了研究，并提出了来优化措施。

关键词：直接冷空机组；冷端系统；优化一、直接冷空机组的概述直接冷空机组是利用环境空气来冷却汽轮机排汽的汽轮发电机组，在冷却部分上，直接冷空机组与湿冷机组有着很大的不同。

直接空冷机组主要由排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统五部分组成。

直接冷空机组这五个组成部分中，空冷凝汽器在系统中具有重要作用，占据核心部分，分主凝汽器和辅凝汽器，主要通过外接空气来使汽轮机排汽冷却，因此，直接空冷机组运行的经济性与空冷凝汽器所处的外在条件和运行的好坏密切相关。

汽机排汽通过排汽管道，通过轴流冷却风机加强与空冷凝汽器换热，冷却风机带来的空气不断与空冷换热器换热冷凝成凝结水，冷凝成的水通过除氧、收集，最终由凝结水泵打入汽轮机的回热系统。

在空冷凝汽器中，主凝汽器和辅凝汽器分别设计成气水顺流式和汽水逆流式。

汽轮机的排汽大部分都是通过主凝汽器被冷却形成凝结水，另外一部分则通过辅凝汽器被冷却，而为了保证系统的真空度，在辅凝汽器的逆流管顶部设有真空系统以保证系统的真空度，避免不凝结气体导致冬季管束冻结的情况发生，或影响空冷凝汽器的换热效果。

二、直接冷空机组的工作原理直接冷空机组的工作原理就是通过外界的空气对汽轮机组的发电机进行冷却。

该冷却装置主要有五部分组成，排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统。

在这五部分系统中，空冷凝汽器是最关键的部分，该系统主要由两部分组成，主凝汽器和辅助凝汽器，这两部分主要是辅助凝汽器借用外界的空气对汽轮机进行冷却降压。

300MW直接空冷机组夏季优化调整分析［摘要］郭家湾电厂地处陕北富煤缺水地区，机组的凝气设备采用了直接空冷系统（acc），从运行的实际情况来看，夏季低真空问题已成为影响机组安全经济运行的一个重要问题。

我厂机组运行的极限安全背压一般控制在40kpa，为保证机组安全运行，在高气温下，机组不同程度地限负荷运行。

由于夏季运行工况正处于电网迎峰度夏高负荷运行时期，因此机组在夏季必然会出现较长时间大负荷高背压限负荷运行工况。

一旦出现大风天气及热风回流等不利的情况，极易出现背压高保护动作跳机的事故发生。

这样不但给机组安全经济运行带来严重的威胁，同时也直接影响到电网的安全经济运行。

［关键词］直接空冷；夏季运行；高温；优化调整。

中图分类号：p618.11 文献标识码：a 文章编号：郭家湾厂空冷系统各设计工况主要参数（见表1），按照设计值：在trl工况下，环境温度达到31.5℃时，acc背压最高为30kpa。

根据西安热工研究院实验结论，空冷凝汽器进气温度为31.5℃的设计条件下，汽轮机低压缸排汽质量流量177.90±1.10kg/s，小于设计保证值191.40kg/s；考虑试验不确定度后，排汽质量流量比设计保证值至少低6.48%。

排汽质量流量转化为排汽压力为33.410kpa，大于性能保证值30kpa；trl工况未达到设计保证性能。

但根据日常运行参数报表统计，环境温度到29℃，机组负荷220mw时，acca 背压已经达到极限安全运行背压40 kpa。

表1针对上述工况远较设计值差现象，提出以下优化调整措施：1）空冷凝汽器空气侧表面脏污，有塑料纸、飞絮、灰泥等杂物（见图1）使传热性能下降；另外空气通流面积减小，风阻增加，冷却风量减小；使acc冷却能力严重下降，机组背压增大。

在夏季高温季节来临前，一定要对空冷凝汽器空气侧表面进行清洗，否则不但影响机组运行安全，并且将影响机组夏季带负荷能力。

图12) 凝汽器管束导轨与平台间隙大，使部分冷却风量短路，不经过散热器管束，减少了通流冷却风量，造成冷却风量减小。

北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂2×600MW直接空冷机组冷端系统节能措施及优化运行可行性研究与应用报告2014年01月目录1概述 (1)2技术方案的确定 (4)3方案的计算及优化 (7)4工程设想 (12)5投资估算及成本效益分析 (24)6结论及存在的问题 (26)7工程应用实例 (27)1概述1.1项目背景及其必要性目前，我国电力产业处于持续快速发展的时期，但电力节能工作的压力也随之而来。

《国家国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确要求：推进传统能源清洁高效利用。

电力工业是节能减排的重点领域，近些年开，我国一大批亚临界、超临界和超超临界高效环保机组相继投产，短期内我国燃煤机组平均供电煤耗有了大幅降低；但是投产早、能耗高的火电机组仍占一定比例，新投运的机组在主要辅机等方面节能减排也存在一定空间，火电厂节能减排的潜力依然很大，因此必须大力推进节能减排工作。

作为汽轮机的主要辅机，直接空冷凝汽器系统（ACC）是我国西北地区火力发电厂近年来新兴的蒸汽冷凝技术。

目前国内空冷电厂主要集中在西北、华北等地区，直接空冷系统以其无污染、理论上不耗水、不受水源限制等优点得到了社会的认可，部分地区甚至被强制采用。

但是，我国西北内陆地区多属于中温带干旱区，具有典型的大陆性气候特征。

冬冷、春旱、夏热，昼夜温差大，冬春季风沙天气较多。

基于以上气温、大风、沙尘等外界客观因素，加之设备使用年限的增长系统真空严密性的降低、污垢热阻的增加，致使直接空冷凝汽器的换热性能的恶化，从而直接导致汽轮机背压变幅较大、机组出力受限、煤耗率提高，凝结水品质降低，电厂热经济性降低等结果，严重时会导致直接空冷机组运行背压骤升而造成机组跳闸停机，对于直接空冷机组比较集中的地区，将直接影响电网运行安全。

目前，国内直接空冷机组的主要特点有：（1）夏季环境干球温度较高时，汽轮机排汽压力随温度变化升高且变幅较大，机组难以安全满负荷运行，额定出力为70~90%之间，且供电标准煤耗升高，导致电厂热经济性降低。