(1)直接空冷系统在我国极严寒地区的应用实践(西北设计院)
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电厂直接空冷系统方面的问题分析作者:刘志枫来源:《中国科技博览》2014年第07期[摘要]我国华北、西北、东北地区普遍寒冷缺水,电站建设往往受制于水源。
作为一项在富煤缺水地区很有前途的生产方式,空冷技术已经显示出巨大的发展潜力。
空气冷却分为间接冷却和直接空冷两种,与间接空气冷却相比,直接空冷机组更适于寒冷的地区运行,其最大特点是防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更环保。
[关键词]发电厂直接空冷空冷技术中图分类号:TM621.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0039-01引言发电厂采用翅片管式的空冷散热器,直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽,称为发电厂空冷。
采用空冷技术的冷却系统成为空冷系统。
采用空冷系统的汽轮机机组成为空冷机组。
采用空冷技术的发电厂称为空冷电厂。
发电厂空冷系统也称干冷系统。
它是相对于常规发电厂的湿冷系统而言。
常规发电厂的湿冷冷却塔(凉水塔)是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的,其整个过程处于“湿”的状态,其冷却过程称为湿冷系统。
空冷发电厂的冷却塔,其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的,整个过程处于“干”的状态,所以空冷塔又成为干式冷却塔或干冷塔。
1.我国火电厂直接空冷系统1.1 直接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,证明均是可行的。
但不排除空冷系统在运行中,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,从国内已投运的200MW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:背压高;由于强制通风的风机,使电耗大;强制通风的风机产生噪声大;钢平台占地,要比钢筋混凝土塔为小;效益要比间接冷却系统大30%左右,散热面积要比间冷少30%左右;造价相比经济。
2.直接空冷系统的组成和范围2.1 直接空冷系统的热力系统直接空冷系统,即汽轮机排汽直接进入空冷凝汽器,其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。
探析直接蒸发式冷却空调系统在西北地区的应用摘要:近年来,我国对直接蒸发式冷却空调相关的研究和应用比较关注,它具有的经济、节能、环保等优点,广泛受到建筑热湿环境保障领域的青睐。
本文通过对直接蒸发式冷却空调技术的介绍,分析了直接蒸发式冷却空调在我国西北干旱地区的应用。
关键词:直接蒸发式;冷却空调Abstract: In recent years, our country of direct evaporative cooling air conditioning related research and application is concerned, it has economic, energy saving, environmental protection and other advantages, widely praised by building thermal humidity environment protection field ‘s favor. This article through to the direct evaporative cooling air conditioning technology introduction, analysis of the direct evaporative cooling air conditioning in the arid region of northwest of China application.Key words: direct evaporative cooling air conditioner;引言:目前,直接蒸发式冷却空调的应用在社会总能耗中所占的比例越来越大,根据相关统计,在2004年,我国的建筑总能耗超过社会总能耗的四分之一。
但是在西北地区,还有人对它的认识停留在档次低和效果差上,只能使用在要求不高的大空间公共场所,而不能使用在民用建筑内,使直接蒸发式冷却空调的使用范围受到了限制。
直接空冷机组冬季防冻与安全运行能力分析摘要:大型直接空冷机组在冬季启动以及低负荷运行阶段的防冻问题尤为突出。
文章总结了机组空冷凝汽器冬季运行措施及注意事项。
关键词直接空冷防冻安全运行1.空冷系统概述华能上安电厂安装2台超临界直流600MW直接空冷机组,空冷岛由空冷凝汽器、空冷风机、凝汽器抽真空系统及空冷散热器清洗系统等组成。
汽轮机排汽在空冷凝汽器中的流程为汽轮机排汽--各排空冷凝汽器配汽管--各排顺流段空冷凝汽散热管束( 凝结)--各排空冷凝汽器凝结水汇流集( 部分乏汽和不凝结气体) --各排逆流段空冷凝汽散热管束( 凝结) --各排逆流段凝汽器顶部真空抽口( 极少部分乏汽和不凝结气体)--水环真空泵—排至大气(图1)。
汽轮机的排汽有约70%- 80%的乏汽在顺流式凝汽器中被冷却,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中空气和不凝结气体抽出。
每组空冷凝汽器下部设置1台轴流变频调速冷却风机,使空气流过散热器管束外表面将排汽凝结成水,流回到排汽装置水箱。
图(1)2.空冷岛冬季运行面临的问题与调整空冷岛冬季运行期间最主要的任务是在夜间低负荷和启动过程中空冷岛散热管束的防冻问题。
冬季空冷岛温度低的原因有机组负荷低和空冷散热器负荷分配不均匀以及不凝结气体漏入形成气穴。
2.1.机组负荷低机组在冬季启动并网过程中,由于蒸汽流量低造成空冷岛热负荷低。
根据道尔顿定律,理想气体混合物的总压力为各气体分压力之和。
蒸汽在系统内分压力越高,对应的饱和温度越高。
在空冷岛进汽前关闭1、2、7、8排对应的蒸汽分配阀,凝结水管道隔离阀。
减小空冷岛冷却面积,以增加其他排热负荷冬季启动过程中,空冷岛进汽后在满足下列条件时方可启动该排风机。
进汽列的管束下联箱凝结水温度大于35℃且凝结水的平均温度比环境温度大 5℃时。
各排逆流散热器抽空气口温度均≥15℃,且真空抽汽温度无“过冷”报警信号。
发电机组直接空冷系统发电机组直接空冷系统简介摘要:本文首先对空冷系统做了简单的介绍,随后重点针对发电厂直接空冷系统做了系统性的论述。
其次,对机械通风直接空冷系统(ACC)进行了性能分析。
最后,对我国空冷电站技术特点做了简单阐述。
关键字:发电机组直接空冷系统机械通风直接空冷系统(ACC)技术特点空冷是指采用翅片管式的冷却器,直接或间接用环境空气来冷却汽轮机的排汽,目前国际、国内得到实际应用的电站空冷系统共有三种:直接空冷系统;采用混合式凝汽器的间接空冷系统;采用表面式凝汽器的间接空冷系统,后两项又称间接空冷系统。
空冷技术早在30年代末即应用于火力发电厂,国内空冷技术研究工作开始于60年代. 我国现在已引进了直接空冷系统的设计和制造技术。
电厂采用空冷系统的最大优点是大量节水,最大缺点是一次性投资高、煤耗高,因此,它最适宜用在富煤缺水地区建设。
翅片管是空冷系统的关键元件,翅片管按形式、材质、加工方式及在冷却元件中的排列而分为很多种类。
根据近年来空冷凝汽器开发与应用情况,直接空冷电厂采用的空冷凝汽器有三排管、双排管和单排管形式。
直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝,空气与蒸汽间进行热交换。
直接空冷系统根据其通风方式分为机械通风直接空冷、自然通风直接空冷系统和风机辅助的自然通风空冷。
三种直接空冷系统各有特点,一、发电机组直接空冷系统简介1.电站空冷系统1.1空冷系统的单机容量目前国内外电站空冷是二大类:一是间接空气冷却系统,二是直接空气冷却系统。
其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。
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空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6X665MW直接空冷机组投运。
极寒地区智能巡检机器人在空冷岛上研究与应用摘要(黑体五号):极寒地区智能巡检机器人在空冷岛上研究与应用属内蒙地区首例,红外热成像测温技术作为一种非接触式测量方法,是目前国内外研究应用的一个热点,并得到了越来越广泛的应用。
该测温形式具有非接触式、反映速度快的优点,基于红外成像的测温仪可测量物体的温度场分布,监视整体温度分布动态。
本文针对2×660MW直接空冷机组,应用红外热成像测温技术结合巡检机器人,达到对整个空冷岛的大面积管束进行全覆盖温度测量、显示、报警及数据分析等功能,有效保障了空冷岛在冬季运行安全,提高机组冬季运行经济性。
关键词(黑体五号):极寒地区智能机器人引言(黑体五号):直接空冷系统由于节约水资源、造价低、运行调节灵活的优点,在我国北方缺水地区的电站冷端有广泛应用。
北方冬季的严寒天气,对空冷岛的安全运行也提出了严峻考验,存在空冷岛翅片管束冻结的风险。
尤其是为了提高机组经济性,降低机组煤耗,在冬季时,空冷岛运行在较低背压下,使得空冷岛冻结的风险进一步增大。
空冷岛通常在抽真空管线、凝结水管线、凝结水联箱等处设有一定数量的热电阻温度测点,用于运行状态检测,但这些温度测点的代表性有限,在空冷岛管束冻结监测中存在严重的滞后及大量监控盲区,进而易引起管束冻结变形,破裂泄露等事故发生,影响设备安全。
而空冷岛散热器面积大,如依赖人工巡检,巡检工作量大,工作条件艰苦,易出现巡检不到位,发现不及时的情况。
近年来,不少空冷岛通过加装线缆式测温温度场监控系统实现对管束翅片的温度监控,但线缆式测温仍为点测温形式,只能反映单点温度,以点代面,监测散热器表面温度,在大量布置时,敷设线缆又会遮挡散热面积,往往存在测点监测不全面的缺点。
1、空冷岛的基本情况:本文的空冷岛为2台660MW直接空冷机组配套空冷岛,每台机组空冷岛为8×7单元,风机单元结构与常规空冷A型结构布置不同,为M型布置结构,其特点是将原有的大A型散热器,拆为并列布置的两个小A,形成M型结构,较常规空冷,散热管束长度变短,减低了阻力损失,提高了抗冻性能,风机单元结构形式如图1。
空冷系统介绍摘要:电厂采用空冷系统可以大幅度降低电厂耗水量,在节水方面有显著的效果,因而空冷机组得到了越夹越多的应用。
本文以2X3OOMW机组为例介绍了直接空冷系统及其控制;以2×2OOMW机组为例介绍了间接空冷系统及其控制。
一、概述空冷系统主要指汽轮机的排汽通过一定的装置被空气冷却为凝结水的系统,它与常规湿式冷却方式(简称湿冷系统)的主要区别是避免了循环冷却水在湿塔中直接与空气接触所带来的蒸发、风吹损失以及开式循环的排污损失,消除了蒸发热、水雾及排污水等对环境造成的污染。
由于空冷方式用空气直接冷却汽轮机排汽或用空气冷却循环水再间接冷却汽轮机排汽构成了密闭的系统,所以在理论上它没有循环冷却水的上述各种损失,从而使电厂的全厂总耗水量降低80%左右。
用于电厂机组末端冷却的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统,间接空冷系统又分为带表面式凝汽器和带混合式凝汽器的两种系统。
三种空冷方式在国际上都得到广泛的应用,技术均成熟可靠,在国际上三种空冷方式单机容量均已达到600MW。
我国目前己有60OMW直冷机组投运,两种间冷方式在国内运行机组均为200MW。
采用空冷机组大大减少了电厂耗水,为水源的落实和项目的成立提供了便利条件。
特别对缺水地区,有着重要的意义。
内蒙古地区煤资源丰富,近几年投产的机组,基本都采用了空冷系统,而且大部分为直接空冷系统。
二、空冷系统2.1直接空冷系统电厂直接空冷系统是汽机的排汽直接用空气冷却,汽机排出的饱和蒸汽经排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中,冷凝后的凝结水,经凝结水泵升压后送至汽机回热系统,最后送至锅炉。
电厂直接空冷系统主要包括以下系统:空冷凝汽器(ACC,Aircooledcondenser),空气供给系统、汽轮机排汽管道系统、抽真空系统、空冷凝汽器清洗系统、空冷凝汽器平台及土建支撑。
蒸汽从汽轮机出来,经过蒸汽管道流向空冷凝汽器,由蒸汽分配管道间空冷冷凝器分配蒸汽。
空冷系统计算工况的选择陈祖茂唐燕萍(西北电力设计院,陕西西安 710032)摘要:目前空冷火力发电厂的空冷系统的设计计算,系采用典型年的气象条件,以全年不满发小时为200小时的气温,作为汽轮机额定工况的背压计算基准条件加以确定。
本文将对此方法进行讨论,对选择空冷系统设计计算的汽轮机工况提出建议,并为空冷发电厂夏季运行提供参考意见。
0 问题的提出近年来,随着国家对电源项目建设的生态环境保护和节约用水的重视,在北方地区的空冷火力发电厂的建设迅速崛起,已有不少300MW、600MW大型空冷机组投入运行,尚有大量大型空冷发电厂正在建设或拟建,超临界空冷机组也已列入工程建设程序。
但由于我国的空冷机组运行考验时间相对较短,故相应的国内有关空冷电厂设计有关技术规定的制订滞后于空冷发电厂建设的发展形势。
目前,国内空冷系统的设计计算的汽轮机工况,采用了额定工况。
在工程设计、空冷汽轮机设备招标及空冷凝汽器设备招标时,所采用的额定工况背压,或已被我国空冷业界称谓为夏季的“满发背压”,则以典型年气象条件中,全年不满发小时为200小时的气温条件为基准所确定。
此方法存在一定缺陷,本文将对空冷系统计算参数与汽轮机工况之间关系进行讨论,以期获得合理的空冷系统设计及相应参数计算的方法。
1 目前空冷机组额定工况背压的确定方法及其问题空冷汽轮机的工况的定义与湿冷汽轮机相似,其中,额定出力或铭牌功率工况(TRL工况)在目前亦定义为:在额定的主蒸汽及再热蒸汽参数,背压为夏季“满发背压”,补给水率3%,回热系统正常投入条件下,扣除非同轴励磁、润滑及密封油泵等所消耗功率后,在寿命期内任何时间都能安全连续在额定功率因数、额定氢压下,发电机端输出为额定功率(Ne)的工况,称为额定出力工况。
湿冷机组的额定工况背压按地区气候情况可以有所不同,但其背压变化范围较小。
在我国一般取11.8kPa。
其运行背压大致在4.7~12 kPa的范围内变化。
空冷机组的背压与环境气象条件密切相关,由于我国地域广阔,南北气温相差较大,随着地区、季节、昼夜气温及环境风向、风速等的变化,背压变化范围相对较大。
300MW直接空冷尖峰冷却系统的研究与应用1.前言我国西北地区煤矿较多,前期大量建造湿冷机组,但水资源缺乏,不适宜大容量湿冷机组;后期政策调整改为空冷机组,为了确保煤电的经济性,该地区大量投运空冷火力发电机组。
随着国内火力发电技术的发展和进步,以及国家对空冷机组能耗要求的提高,空冷机组主要的技术经济效益,成为了研究重点和难点。
在进行火力发电过程中,空冷汽轮机组在汽轮机组尾部的排汽冷却采用空气冷却,但近年来北方地区环境温度逐年提升,夏季高温季节时段延长,导致空冷机组夏季不能满负荷运行,且运行背压偏高,经济性严重受到影响。
2.空冷机组冷端特点因国家政策的调整,火力发电机组现阶段的供电煤耗普遍偏高,特别是空冷机组,因其采用空气冷却的方式,不仅换热效率低,而且耗电量大,增大了厂用电率,空冷机组冷端参数的特点主要有:1.空冷机组随负荷变化真空的变化较大;2.空冷机组的排汽焓值高;3.空冷机组较同等量湿冷机组乏汽量大;4.空冷机组排汽干度大;5空冷机组真空变化受环境温度影响较大。
以上原因导致空冷机组经济性差,从冷端角度来分析,解决空冷机组煤耗高的方法是加强冷端散热能力,加强冷端散热能力的方式有很多种:1、前几年很多空冷机组对空冷岛进行了加装喷淋装置的改造,喷淋的水采用软化水,费用昂贵,而且喷淋后由于空气中污染物较多,会对空冷岛翅片造成腐蚀,甚至使空冷岛翅片受力变形。
翅片内有高温乏汽,在60-70℃下,外部的喷淋水极易对翅片造成结垢现象。
2、增加空冷岛散热单元,这种改造费用昂贵且需要有足够的场地,一般电厂A排外就是发电机出线至变电站,很难有场地。
3、尖峰冷却系统,这是一种将空冷机组部分乏汽通过分流冷却的方式,降低空冷岛的散热压力,以降低机组背压。
相当于双冷源运行,效果确实很好,但是耗水量也较大。
如果附近有城市中水或其他水源可以考虑。
在机组空冷性能曲线中,随着环境温度的升高,机组背压呈递增式的提高,同样,机组排汽量增大后,背压也呈递增式的提高。
直接空冷系统在我国极严寒地区的应用实践陈祖茂(西北电力设计院西安710075)摘要:神华集团国华内蒙呼伦贝尔电厂2×600MW直接空冷机组在完成168小时运行后,即进入极严寒冬季运行,通过电厂的成功严冬运行实践,经过-45℃环境温度下运行与-30℃环境温度下冷态启动的考验,显示我国空冷系统的国产化、自主化和运行水平已达到成熟程度。
本文将介绍在极严寒地区应用直接空冷系统的简况和防冻自主化设计特点。
关键词:极严寒直接空冷防冻自主化设计1前言神华集团国华内蒙呼伦贝尔电厂一期工程建设2×600MW直接空冷机组,属于国家发展改革委发布的内蒙古呼伦贝尔煤电基地大型电力项目评选参评项目,并为中标单位之一。
2008年8月4日得到国家发展和改革委员会核准,于2008年4月开工建设,1、2号机组已于2010年11月、12月投产。
呼伦贝尔电厂2台超临界空冷600MW机组经过-45℃环境温度下运行与在-30℃环境温度下冷态启动的考验,从而成为首台在极严寒地区冬季安全运行的600MW超临界机组成功实例。
2呼伦贝尔电厂直接空冷系统设计背景(1)呼伦贝尔电厂采用空冷系统的必要性呼伦贝尔地区蕴藏着丰富的矿产资源,又是我国目前仅存的未被开发和破坏的原生态草原,草原生态极其脆弱。
该地草场具有原始草原特征,自然性较高,草原植物种类丰富,植物群落类型多样,但是受自然因素和人为活动的影响,区域内的草原退化现象明显。
地区生态、环境保护的要求十分迫切。
国家发展改革委于2005年12月在北京组织召开了空冷机组运行及设计情况汇报会,明确在我国北方寒冷地区建设空冷电厂是可行的。
国家发展改革委在2006年3月发布的内蒙古呼伦贝尔煤电基地大型电力项目评选公告和投标要求也明确采用600MW以上的高参数、大容量空冷机组。
(2)我国空冷系统自主化设计进展的要求国家发展改革委于2005年10月在北京召开了“大型空冷火电机组成套设备研制”实施方案论证会,提出最终目标:结合依托工程,通过自主开发和科技攻关,掌握大型空冷电站设计技术、600MW空冷汽轮机的设计制造技术以及大型空冷系统关键设备的设计制造技术,机组国产化率达到90%以上。
我国大型机组的空冷系统自主化设计工作始于2004年7月,在2007~2008年相继投产了铜川、通辽、蒲城、霍林河等空冷系统自主化设计发电项目,国家发展改革委提出的最终目标基本得到实现。
“国华呼伦贝尔能源项目2×600MW机组直接空冷系统技术国产化”是国华公司响应国家空冷技术国产化的政策提出的首批国产化项目之一,为极严寒地区空冷机组的自主化设计提供了机遇。
(3)国际极严寒地区直接空冷系统运行电厂的启示曾被誉为当时的最大容量(365MW)、在极严寒地区建设、运行的直接空冷系统发电厂的典型——怀俄达克电厂,为极严寒地区建设直接空冷发电厂提供了宝贵经验。
经过怀俄达克电厂多年运行,证明在恶劣的气象(严寒、大风、温差大)条件下,发电机组采用直接空冷系统是可行的。
(4)国内严寒地区直接空冷系统运行电厂的经验国内,地处寒冷地区,与呼伦贝尔电厂气象条件较接近的空冷发电厂-华能北方上都电厂。
投产后运行情况良好,没有发生过因空冷凝汽器原因而造成的停机事故,为我国严寒地区建设空冷发电厂提供了经验。
3严寒地区的直接空冷发电厂基本情况3.1基本气象要素本文所述的严寒地区的直接空冷发电厂,将以怀俄达克电厂、上都电厂、呼伦贝尔电厂三个空冷发电厂为例,它们的的基本气象要素见表1。
表1国内外三个严寒地区空冷发电厂的基本气象要素项目怀俄达克电厂呼伦贝尔电厂上都电厂平均大气压:hPa857942869场地海拔标高:m1370650~6801318~1325多年平均气温:℃ 3.0-1.0 1.8极端最高气温:℃4339.535.2极端最低气温:℃-45-43.6(-47)-36.6最热月平均气温:℃19.718.8℃最冷月平均气温:℃-26.2-19.8平均风速:m/s 3.1 4.35最大风速:m/s33.334.6403.2空冷凝汽器主要设计数据发电厂的空冷凝汽器主要设计数据见表2。
表2国内外三个空冷发电厂空冷凝汽器的冷却元件、设计数据表项目怀俄达克电厂呼伦贝尔电厂上都电厂机组容量:MW330/365超临界600亚临界600散热器管束长度:mm6100885010500设计气温:℃18.910/2614/33设计/满发背压:kPa20.310.2(TMCR)/26.512.6(TMCR)/30基管外径mm 椭圆管53×16单排管180×25单排管220×20单排管219×19冷却单元尺寸mm~6420×6100(三排椭圆管)10700×1189010500×10680冷却单元数量66+35664轴流风机直径m 6.4/109.1449.754(双速)总散热面积m2/14578001533648KD比2:15:23:1设计环境风速m/s/4(3)迎风面风速m/s/ 2.2(TMCR) 2.3初始温差(ITD)℃2433.4036.43空冷平台标高m264747空冷凝汽器供货方GEA SPX双良3.3空冷系统运行简况(1)怀俄达克电厂怀俄达克(Wyodak)电厂,地处美国怀俄明州,1973年底签订合同。
机组于1978年5月投入商业运行。
怀俄达克电厂在投产初期的1978/1979年,遭遇恶劣的漫长冬季气候,最低气温为-35℃,长达几周的气温不超过-15℃,又发生煤炭冻结停供事故,造成汽轮机在低温条件下,长时间(24小时)空载运行,排汽量仅90t/h,低于最小规定流量。
发生被迫停运几周。
而空冷凝汽器翅片管也受冻结变形,至1989年底,共更换613根翅片管,占翅片管总量79056根的0.07%,而在大修后的3年中,仅更换6根。
同时,1993年起,增设风机变频装置,配备更新控制系统,提高了防冻性能。
在投运10年运行中,多次在冬季热负荷较低条件下启动。
发电厂平均年运行小时为7818小时,平均可用率89.1%,没有发生过因空冷凝汽器原因而造成的停机事故。
(2)上都电厂上都电厂位于内蒙古自治区锡林郭勒盟境内,正蓝旗镇东侧,地处严寒地区。
一、二期工程共建四台600MW亚临界空冷燃煤机组,一期工程于2003年8月15日开工建设,1、2号机组已于2006年8月投产;二期工程于2005年4月开工建设,3、4号机组已于2007年年底前投产。
投产后空冷系统运行较正常,通过多年运行考验,经过多年夏季、冬季运行,没有发生空冷凝汽器换热面结冰损坏的请况,也没有发生因机组背压突变而导致机组跳闸的事故。
冬季的防冻成为上都电厂空冷机组运行一大的问题,曾发生因辅机冷却塔蒸汽在空冷凝汽器固定端结冰覆盖现象;在运行初期也发生过局部冷却元件结冰现象,发电厂采取了相应的措施。
除设计中选择单排翅片管形式,顺逆流比(3:1)、采用双速风机、防冻自动控制、设置电动真空隔离阀等措施外;机组启动及运行时,制订了严格按照空冷系统防冻流量进行、控制运行机组背压在一定范围内运行等运行规定;在冬季极端严寒的情况下,在风机上部采用局部采用帆布等材料临时封闭措施。
(3)呼伦贝尔电厂神华集团国华内蒙呼伦贝尔电厂地处内蒙古自治区东北部,位于呼伦贝尔市海拉尔区以北14km,厂址位于宝日希勒煤矿南端。
地理位置约为东经119º40′;北纬49º25′。
厂址海拔标高为650.5m~674.0m;属欧亚大陆中纬度偏高地带,大陆性季风气候,多年平均气温-1.0℃,最冷月平均温度为-26.2℃,极端最低气温-43.6℃,2009年的现场测得最低气温为-47℃;典型年零度以下出现的小时数为3912小时、约占全年的45%,属于高严寒地区。
地震设防烈度为6度。
#1、2机组于2010年11月20日10时及12月1日12时顺利通过168小时满负荷试运行并正式投产,空冷机组投产后,运行正常、安全。
由于呼伦贝尔电厂空冷机组在试运行结束后,即投入冬季运行,尚缺乏实践经验。
为此,在2010年9月召集呼伦贝尔发电有限公司2010年防寒防冻工作策划研讨会上,对于汽轮机背压在运行中应留有适当余度,维持>15KPa运行,待摸索出运行经验后逐步降低运行背压。
而4月初的运行记录表明,当负荷为600MW时,机组背压可达到8.1kPa,证明该空冷系统正常。
空冷器入口与凝结水泵出口的过冷端差2~3℃;凝结水溶氧量约100mg/l左右。
在机组试运及商业运营后,对空冷运行参数进行了跟踪、分析,确定外界环境温度-8℃以下关闭1、8列空冷单元进汽蝶阀,只保留6列空冷单元运行,可以满足机组安全运行要求。
当因其他设备或电网故障停机后,机组曾在环境温度为-25℃~-30℃情况下完成机组的冷态、温态、极热态安全启动;在整个冬季运行过程中,未发生因空冷系统原因而导致机组停机的事故。
2011年1月,在现场气温最低阶段,白天环境温度为-30℃,较怀俄达克电厂更为恶劣。
此时,空冷凝汽器第1、2、7、8列空冷单元被解列,采用帆布覆盖,其上面有约50~80mm 积雪(见现场照片1)。
留1/2凝汽器换热面积,通过风机转速调节运行负荷。
电厂人员对空冷系统运行的反映良好,经过长期低温、直至最低气温-46℃运行的考验,认为该项目的直接空冷防冻没有问题。
现场照片1对于空冷凝汽器在冬季运行的换热情况,用红外成像仪观察,凝汽器换热表面温度总体比较均匀,在逆流单元存在少量的传热管表面低温现象,表面低温区域和面积不大,出现的位置有一定的规律。
顺流单元换热表面温度均匀,基本无低温区域(见现场照片2);逆流单元管束上部照片,有少部分换热管温度低,呈现少量的低温区(见现场照片3)。
现场照片2现场照片3现场反映存在存问题:冬季环境温度-30℃以下时,大风对空冷背压与管束温度影响较大,空冷系统运行不稳定,大风来临时,背压下降较多,若增加空冷风机转速又易造成管束过冷。
机组负荷运行在450MW左右机组运行较为稳定,如气温继续下降,稳定运行的机组负荷可能需要增加。
同时,空冷防冻和回暖逻辑设定在-15℃以下气候情况下需要调整,当时采用手动调节。
此外,空冷蝶阀在运行一段时间后,由于各种原因造成阀门不严,对机组低负荷防冻造成威胁。
如在机组调试期间,环境温度-9℃时,由于2列空冷蝶阀不严密,在退出运行36小时后造成部分管束冻结,在600MW负荷下覆盖帆布16.5小时后才化冻。
4呼伦贝尔电厂直接空冷系统防冻设计特点呼伦贝尔电厂直接空冷系统设计,具有优化设计,并以防冻为主,兼顾高温度夏的特点。
呼伦贝尔电厂直接空冷系统在防冻设计中,着重注意了以下三方面:(1)直接空冷系统的配置系统的合理配置是直接空冷系统防冻的要点,从发电厂的基本气象要素和空冷系统设计气象条件出发,利用为期一年的现场气象观察资料,采用我院编制完成具有自主知识产权的《直接空冷系统ACC优化计算软件》,对空冷系统进行优化。