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發(fā)電廠直接空冷系統(tǒng)優(yōu)化探討

劉博,常亮
（山西京玉發(fā)電有限責任公司,山西右玉037200）

電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對能源和水資源的需求越來越大。我國面臨的一個重大問題就是水資源匱乏，而空冷技術的應用，有利于減輕水資源匱乏的危機。節(jié)水型電廠得到廣泛的建設，從而使匱乏的水資源得到有效的利用，降低對電力的需求，更好的促進經(jīng)濟的又好又快發(fā)展。本文從直接空冷系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀入手，指出影響因素，從而提出直接空冷技術優(yōu)化的措施，保證發(fā)電廠的設備可以安全有效的進行，以期促進我國經(jīng)濟的又好又快的發(fā)展。

空氣冷凝器；影響因素；優(yōu)化措施

我國原有的發(fā)電機組中，多數(shù)都使用濕冷技術。但是，水資源短缺的危機和經(jīng)濟的迅速發(fā)展，使得水的價格日益增長，從而使對電廠的發(fā)電成本日益上升，而且水資源受到污染的問題也日益加重。所以，對原有的濕冷機組的使用就有越來越大的限制。

1　直接空冷技術的發(fā)展現(xiàn)狀

到了21世紀，隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和科學技術的進步，我們國家也開始逐步地引入了直接空冷技術。電力工業(yè)的建設規(guī)模、發(fā)展速度以及規(guī)劃布局要與我國的國民經(jīng)濟發(fā)展相適應，但是因為受到水資源和能源的限制而得不到合理的安排。從九十年代開始，我國為了解決北方水資源短缺的問題，也加大了對空冷技術的研究與發(fā)展的力度，以使更好的保護我們的水資源。直接空冷系統(tǒng)與間接空冷系統(tǒng)相比較而言，具有占地面積小、操作靈活、運行方式可靠以及投資低等優(yōu)勢，而且更有利于我國電力行業(yè)的發(fā)展。

2　直接空冷系統(tǒng)的影響因素

直接空冷機組的重要凝汽設備是空冷凝汽器，而空冷凝汽器又作為發(fā)電廠的冷端系統(tǒng)中的最主要設備，在運行中發(fā)揮不可或缺的作用。它的工作性能的好壞會直接影響到機組是否可以安全、有效地運行。根據(jù)已有的運行經(jīng)驗，直接空冷機組存在的影響因素主要在以下幾個方面：

2.1管束積灰問題

在一定的氣溫下，當冷卻空氣的流量以及汽輪機排氣量不變時，凝汽器的壓力僅僅只與空冷凝汽器的傳熱系數(shù)相關。而直接空冷凝汽器的結(jié)構通常是采用翅片管結(jié)構的，翅片間距比較小，并且布置的很緊湊。我國的西部地區(qū)是典型的富煤貧水的地區(qū)，環(huán)境條件比較惡劣，風沙比較大，而且揚塵多，所以，灰塵就比較容易在翅片管束上聚集，嚴重的時候，這些灰塵還會堵塞空氣通道，導致凝汽器的傳熱系數(shù)降低，使傳熱性能減弱，機組運行的經(jīng)濟性變得極差，影響經(jīng)濟的又好又快發(fā)展。

2.2氣溫的影響，冬季易出現(xiàn)冰凍

直接空冷凝汽器布置在室外露天的位置，尤其是在寒冷的冬天，易出現(xiàn)冰凍的問題。在設備的啟動過程中，直接空冷系統(tǒng)在負荷低的情況下運行以及大量產(chǎn)生不可凝氣體的地方會更容易產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。直接空冷凝汽器系統(tǒng)在受冷結(jié)冰后，凝水管和管束也會因為冰凍而產(chǎn)生變形，更甚至會把管子凍裂，以致于使設備停止運行。冰凍對設備的影響是不容忽視的。

2.3真空泄露問題

直接空冷凝汽器管束相對于水冷凝汽器系統(tǒng)來講結(jié)構較為復雜，對于加工的工藝要求也高，真空系統(tǒng)比較龐大，在制造加工以及安裝的過程中，難免會出現(xiàn)漏點。真空系統(tǒng)中的真空閥門并不多，使用的大部分都是普通的閥門，空氣漏進系統(tǒng)的機會就會加大。直接空冷系統(tǒng)大都使用大直徑的排氣管道，接口比較多、焊接縫長，使密封更加困難，所以難免會產(chǎn)生真空泄露的問題，導致設備無法正常運行。

3　直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)化措施

（1）我國的直接空冷電站要時常對空冷凝汽器進行清洗，這樣會浪費很多的水資源，并不符合我們發(fā)電廠要用直接空冷凝汽器來實現(xiàn)節(jié)水的目的。直接空冷凝汽器的積灰會對汽輪機背壓的規(guī)律造成影響，從而使機組的運行受到限制。所以，我們要以機組在運行過程中對汽輪機背壓的不斷變化來監(jiān)測的積灰的程度為依據(jù)，進而對空冷凝汽器進行合理的清洗，使直接空冷凝汽器的管束保持外表面的潔凈，減少熱阻，從而使直接空冷凝汽器的換熱效率得到提高，進而使機組可以得到安全、有效地進行。因此，在對空冷凝汽器的清洗一定要根據(jù)具體情況采取合理的清洗方法，減少對水資源的浪費。

（2）為了減少冰凍問題給設備帶來的損壞和防止冰凍問題，我國的制造廠家也采取了各種措施，使直接空冷系統(tǒng)得以正常運行。凝汽器管束采用橢圓形，可以在一定的程度上降低冰凍對運行設備的損壞。而且，凝汽器管束如果減少排數(shù)或者使用單排的管束，基本上可以消除管束內(nèi)的死區(qū)，也降低了管束出現(xiàn)冰凍的幾率，是設備更加有效、安全的運行。因此，在設備運行中，一定要注意空冷系統(tǒng)的防凍問題，以保證設備的正常運轉(zhuǎn)。

（3）在直接空冷系統(tǒng)的各種影響因素中，最主要的因素之一就是空冷系統(tǒng)的嚴密性，它也是真空系統(tǒng)中所存在的普遍問題，嚴密性差就會使空氣可以漏進真空系統(tǒng)，而且這些不凝結(jié)的氣體對于整個的冷端系統(tǒng)性能產(chǎn)生很不利的影響。所以，為了防止真空的泄露性，首先一定要保證凝汽器內(nèi)有良好的真空，需要確保抽真空系統(tǒng)的良好性能，然后就是保證熱力系統(tǒng)的負壓系統(tǒng)的嚴密性。其次是通過各種各樣的檢漏方法去減少真空系統(tǒng)中真空泄露的問題。要嚴把產(chǎn)品的質(zhì)量關，以防止泄露的產(chǎn)生，同時嚴把調(diào)試的試驗關，對氣壓進行試驗，以確保真空的嚴密性。

4　結(jié)束語

發(fā)電廠直接空冷系統(tǒng)的應用和發(fā)展，為我國的發(fā)電廠提供了一條既節(jié)水又經(jīng)濟的安全可靠的道路，也為我們富煤貧水的地區(qū)保護水資源，提高水資源的利用效率，保持生態(tài)平衡和減輕水資源的污染提供了有利的條件。通過對我國的直接空冷系統(tǒng)技術的發(fā)展現(xiàn)狀研究以及影響因素的分析，我們提出了解決問題的措施，從而使我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到更好的貫徹，促使我國的經(jīng)濟得到又好又快的發(fā)展。

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劉博（1990—），男，黑龍江佳木斯人，本科。