600?MW間接空冷機組空冷塔散熱器冬季防凍優(yōu)化

楊 凱

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

0 概況

某電廠1期為6臺350 MW燃煤水冷發(fā)電機組，2期為2臺600 MW燃煤間接空冷發(fā)電機組。2期工程2×600 MW空冷機組汽輪機制造商為哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司，是國內(nèi)首座間接空冷發(fā)電機組(2005-05-18開工建設(shè)，2007-09-20投入商業(yè)運營)。該機組冷卻系統(tǒng)采用表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)，為自然通風(fēng)冷卻塔的間接空冷系統(tǒng)?？绽渖崞鞑捎萌X制六排管冷卻三角，垂直布置在空冷塔的周圍。

循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器的水側(cè)，通過表面換熱冷卻凝汽器汽側(cè)的汽輪機排汽，受熱后的循環(huán)水由循環(huán)水泵送至空冷塔，通過空冷散熱器與空氣進(jìn)行表面換熱；循環(huán)水被空氣冷卻后再返回凝汽器冷卻汽輪機排汽，構(gòu)成了密閉循環(huán)。火電廠汽水流程如圖1所示。

圖1 火電廠汽水流程

1 散熱器現(xiàn)狀

間接空冷系統(tǒng)選用自然通風(fēng)冷卻塔。在塔底的一圈邊緣位置布置散熱器，呈圓形分布，并將其劃分為8個區(qū)域，這8各區(qū)域被稱為8個扇區(qū)(見圖2(a))。每個扇區(qū)有22個冷卻三角，分為11組；每組包括2組冷卻三角散熱器、1個電動執(zhí)行機構(gòu)。每個扇區(qū)的循環(huán)水全部由11組散熱器的底部進(jìn)入，然后從頂部回流至母管，母管安裝3個PT100溫度測量元件，當(dāng)3個溫度信號都正常時，取3個溫度平均值為扇區(qū)總的出水溫度；當(dāng)1個溫度與另2個溫度偏差大于設(shè)定值或發(fā)生故障時，取2個正常值的平均值為扇區(qū)總的出水溫度。通過1個電動執(zhí)行機構(gòu)控制百葉窗的開度對散熱器的進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行控制，以控制每個扇區(qū)總的出水溫度。

由于外界風(fēng)速和散熱器流速偏差，各個散熱器出水溫度存在較大差異。因為各個散熱器沒有有效溫度監(jiān)測手段，只能控制每個扇區(qū)總的出水溫度(22個冷卻三角混合后的出水溫度)，部分散熱器出水溫度較整個扇區(qū)總的出水控制溫度偏低4-8 ℃。在冬季，如果盲目降低扇區(qū)出水溫度，在惡劣天氣下極易造成空冷扇區(qū)冷卻三角管束凍結(jié)破裂，整個冷卻三角隔離，設(shè)備損壞，損失巨大，降低機組運行的效益。

2 防凍優(yōu)化措施

間接空冷系統(tǒng)選用自然通風(fēng)冷卻塔，由于外界風(fēng)速和散熱器流速偏差，散熱器出水溫度存在較大差異。散熱器布置在自然通風(fēng)冷卻塔底部一圈邊緣位置，呈圓形分布，分為8個扇區(qū)。由于外界風(fēng)速與風(fēng)向的變化，進(jìn)入每個扇區(qū)每個冷卻三角散熱器的風(fēng)量是不同的，那么每個冷卻三角散熱器的換熱量也不同，這導(dǎo)致每個冷卻三角散熱器出水溫度可能存在很大的偏差。根據(jù)運行人員的經(jīng)驗，當(dāng)一個扇區(qū)停運時，關(guān)閉停運扇區(qū)相鄰兩側(cè)的冷卻三角散熱器電動執(zhí)行機構(gòu)來控制百葉窗。當(dāng)扇區(qū)投運時，扇區(qū)兩端的冷卻三角散熱器出水溫度極易偏低。在扇區(qū)兩端的部分冷卻三角散熱器頂部出口加裝測溫元件，在運行中就可實現(xiàn)在線監(jiān)測冷卻三角散熱器出口溫度。通過單獨控制冷卻三角散熱器的電動百葉窗開度來控制其出口水溫，在保證空冷島安全的前提下盡量降低扇區(qū)總的出水溫度，保持主機背壓在最佳范圍，使機組處在最經(jīng)濟的運行方式。

圖2 空冷塔扇區(qū)及冷卻三角布置示意

如圖3所示，每個扇區(qū)選擇在1號、3號、5號、7號、16號、18號、20號、22號冷卻三角散熱器的頂部出水管各安裝1支插入式測溫元件(PT100)，即每個扇區(qū)選擇8個冷卻三角散熱器的頂部出水管安裝插入式溫度測量元件，全塔共計64個溫度測點。在自然通風(fēng)冷卻塔散熱器頂部平臺，每個扇區(qū)前4支測溫元件接入一個接線盒內(nèi)，后4支溫度元件接入1個接線盒內(nèi)；然后再由接線盒敷設(shè)電纜接入智能溫度巡檢儀，每2個扇區(qū)中間布置1個智能溫度巡檢儀，共安裝4個智能溫度巡檢儀。4個智能溫度巡檢儀用雙絞線串聯(lián)起來形成一個環(huán)網(wǎng)，然后再接入運行人員監(jiān)視主機，以便于運行人員監(jiān)視冷卻三角散熱器出口水溫和調(diào)節(jié)冷卻三角散熱器的電動百葉窗開度。

智能溫度巡檢儀布置如圖4所示。

圖3 空冷塔測溫元件安裝位置

圖4 智能溫度巡檢儀布置示意

應(yīng)注意的是，由于測溫元件選擇安裝在三角散熱器出口匯集管道上，安裝時需要做好措施，防止鐵屑等雜物落入散熱器管束內(nèi)造成管束堵塞。

3 結(jié)束語

本次600 MW間接空冷機組空冷塔散熱器冬季防凍優(yōu)化，主要是為了在機組運行中實現(xiàn)在線監(jiān)測冷卻三角散熱器出口溫度，保證每個冷卻三角散熱器的出力，避免冬季在惡劣天氣下盲目降低扇區(qū)總的出水溫度而造成空冷扇區(qū)管束凍結(jié)。在保證空冷島安全的前提下降低扇區(qū)總的出水溫度，保持主機背壓在最佳范圍，使機組處在最經(jīng)濟的運行方式。