趙一丹

摘 要：直接空冷機(jī)組采用直接空冷系統(tǒng)利用空氣作為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)排氣的直接冷卻，具有明顯的節(jié)水效果。尤其是在我國(guó)缺水的北方地區(qū)，直接空冷機(jī)組已經(jīng)成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)背景下未來(lái)發(fā)電機(jī)組發(fā)展的重要趨勢(shì)。然而，直接空冷機(jī)組由于技術(shù)和環(huán)境因素的影響，還存在著管束積灰、真空泄漏、背壓過(guò)高、嚴(yán)寒凍結(jié)以及熱污染等方面的問(wèn)題，嚴(yán)重危及直接空冷機(jī)組正常運(yùn)行，更可能造成不必要的安全事故。文章針對(duì)影響直接空冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的溫度、沙塵以及環(huán)境風(fēng)進(jìn)行了探討和分析，結(jié)合直接空冷的特點(diǎn)和運(yùn)行機(jī)制，重點(diǎn)提出了保證直接空冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：直接空冷機(jī)組；火力發(fā)電站；影響因素

1 概述

1.1 直接空冷機(jī)組的含義

發(fā)電機(jī)組空冷系統(tǒng)是指通過(guò)一定的裝置將排放的熱氣汽冷卻為凝結(jié)水。而直接空冷系統(tǒng)以用取之不盡、用之不竭的空氣作為冷卻介質(zhì)。汽機(jī)的排汽直接用空氣冷卻，而汽機(jī)排出的飽和蒸汽經(jīng)排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中，最后送至鍋爐，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

1.2 直接空冷機(jī)組的特點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格，火電廠采用空氣冷卻汽輪機(jī)冷端技術(shù)也日趨成熟，在國(guó)際上單機(jī)容量均已達(dá)到600MW200MW的直冷機(jī)組應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛。直接空冷機(jī)組的快速推廣無(wú)疑具有有別于其他冷卻機(jī)組的特點(diǎn)。

另外，直接空冷機(jī)組不僅直接直接解決了富煤貧水的矛盾，同時(shí)也代表了未來(lái)空冷系統(tǒng)的發(fā)展方向。不僅節(jié)水，而且也減少了大量的運(yùn)輸成本。而我國(guó)是全球13個(gè)貧水國(guó)之一，而北方地區(qū)缺水情況更加更甚。直接空冷機(jī)自然成為未來(lái)我國(guó)火力發(fā)電的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

其次，由于直接空冷機(jī)組直接采用空氣來(lái)冷卻汽輪機(jī)或采用空氣冷卻循環(huán)水來(lái)間接冷卻汽輪機(jī)，從而使得整個(gè)冷卻系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體。因此，直接空冷機(jī)組理論上沒(méi)有采用循環(huán)冷卻水所產(chǎn)生的各項(xiàng)損失。進(jìn)而使得采用直接空冷機(jī)組的電廠總耗水量降低80%左右。

1.3 文章研究的意義

隨著我國(guó)工業(yè)化的迅速發(fā)展，超臨界、超超臨界機(jī)組的大量投入應(yīng)用，而直接空冷機(jī)組大大減少了電廠耗水，并因此而使得電廠選址不受水源限制，為水源匱乏地區(qū)發(fā)電廠項(xiàng)目的落實(shí)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，從而為這些地區(qū)的發(fā)展提供了便利條件。同時(shí)，直接空冷技術(shù)代表了未來(lái)空冷系統(tǒng)的發(fā)展方向，直接一次冷卻，不需中間換熱介質(zhì)，換熱溫差大，冷凝效果好。因而占地少，節(jié)省投資。無(wú)疑，采用空冷機(jī)組對(duì)缺水地區(qū)有著特別重要的意義。而深入探究和分析直接空冷機(jī)組存在的問(wèn)題和運(yùn)行中可能遇到的困難，對(duì)進(jìn)一步保證直接空冷機(jī)組的平穩(wěn)健康運(yùn)行同樣具有積極的意義。

2 影響直接空冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的因素

直接空冷機(jī)組因具有卓越的節(jié)水性能而在北方富煤缺水的煤礦坑口地區(qū)備受青睞，成為北方水源匱乏的地區(qū)發(fā)電機(jī)組的核心。然而，由于自身的特點(diǎn)，直接空冷機(jī)組還存在不少問(wèn)題。

直接空冷機(jī)組與常規(guī)機(jī)組的主要區(qū)別在冷端系統(tǒng)。由于直接空冷機(jī)組以周邊環(huán)境種的空氣而不是以水作為汽輪機(jī)排汽的冷卻介質(zhì)。因此，環(huán)境變化會(huì)顯著影響直接空冷機(jī)組的健康穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 汽輪機(jī)背壓隨季節(jié)及晝夜的變化影響

我國(guó)北方四季及晝夜溫差大。而直接空冷機(jī)組的冷卻極限溫度干球溫度隨著環(huán)境溫度的變化而變化，因此，直接空冷機(jī)組的一年四季的干球溫度溫度變化范圍更大，故空冷汽輪機(jī)的背壓晝夜變化大，一年四季的變化范圍更大?？绽淦啓C(jī)的背壓變化范圍是濕冷汽輪機(jī)的3～4倍，直接影響機(jī)組出力及安全性與經(jīng)濟(jì)性。

2.2 空冷凝汽器冷卻性能受環(huán)境沙塵影響

伴隨著寂靜的飛速發(fā)展，我國(guó)空氣污染日趨加劇，沙塵天氣異常多發(fā)。風(fēng)沙大，揚(yáng)塵多，空氣質(zhì)量在使得人們的生活甚為令人擔(dān)憂的同時(shí)也對(duì)空冷機(jī)組造成巨大的威脅。沙城往往成為空冷機(jī)組平穩(wěn)安全運(yùn)行的慢性毒藥，甚至定時(shí)炸彈。直接空冷機(jī)組采用翅片管結(jié)構(gòu)，翅片布置緊湊而翅片間距較小。因此，沙塵極易在翅片管上聚集，最終導(dǎo)致凝汽器傳熱性能急劇惡化，使得整個(gè)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性弱化。

3 保證直接空冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的對(duì)策

針對(duì)影響影響直接空冷機(jī)組健康運(yùn)行的因素必須采取針對(duì)項(xiàng)措施，解決其運(yùn)行中存在的缺陷和不足才能保證直接空冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 噴水增濕降溫，關(guān)注汽輪機(jī)背壓

根據(jù)直接空冷汽輪機(jī)背壓高及背壓變幅大的的特點(diǎn)，首先，在設(shè)計(jì)和選用直接空冷汽輪機(jī)背壓汽輪機(jī)時(shí)就必須提前配套設(shè)計(jì)特殊的具有末級(jí)葉片結(jié)構(gòu)的變背壓以及變功率汽輪機(jī)。其次，在天氣溫度高時(shí)可向散熱器翅片表面噴水增濕或盡量采取向冷卻空氣流中噴水來(lái)促使其蒸發(fā)冷卻達(dá)到降溫的目的，防止汽輪機(jī)的背壓可能升高超過(guò)設(shè)計(jì)范圍，進(jìn)而改善直接空冷汽輪機(jī)安全度夏能力。特別是高溫季節(jié)應(yīng)適當(dāng)降低機(jī)組功率或使用時(shí)間，確保機(jī)組不因背壓過(guò)高而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作停機(jī)。

3.2 定期維護(hù)空冷凝汽器，避免空氣質(zhì)量影響散熱

只要在使用運(yùn)行中，直接空冷機(jī)組的老化以及受到環(huán)境的侵蝕就是難以避免的，因此能做的就是努力去維護(hù)和延長(zhǎng)其運(yùn)行的壽命和質(zhì)量。針對(duì)沙塵影響冷凝汽器外表面的散熱效果，能夠設(shè)計(jì)移動(dòng)與固定相聯(lián)系的自動(dòng)清洗水力系統(tǒng)，因而達(dá)到對(duì)空冷凝汽器維護(hù)保養(yǎng)與定期清洗的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的加快，居民進(jìn)一步提高了資源保護(hù)意識(shí)。擁有很好的節(jié)水性能的直接空冷火電機(jī)組一定會(huì)在富煤缺水地區(qū)進(jìn)一步的發(fā)展。

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