江東

摘 要：針對330MW直接空冷供熱機組風機多、電耗率高等特點，通過優(yōu)化試驗，得出風機節(jié)能經(jīng)濟數(shù)據(jù)，同時為降低電耗，機組正常運行期間盡量保持同列中各風機的頻率相同；低負荷時盡可能保持各列風機多投、低頻運行對直接空冷機組的安全、經(jīng)濟運行具有參考意義。

關鍵詞：直接空冷機組；風機電耗；節(jié)能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.057

1 設備概況及工作原理

國投伊犁能源開發(fā)有限公司 2×330 MW 直接空冷供熱機組為亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排、空冷抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，配以1180t/h亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐，空冷設備采用的是北京龍源冷卻技術有限公司生產(chǎn)的鋁鋼單排管變頻調(diào)速風機直接空冷凝汽器（簡稱 ACC），布置在汽機房外，安裝在空冷平臺上。

直接空冷技術即用空氣直接冷卻汽輪機的排汽，空氣與排汽之間進行熱交換。直接空冷的凝汽器稱為空冷凝汽器，由橢圓形扁平基管釬焊鋁翅片的管束組成。

機械通風空氣冷卻凝汽器（ACC）冷卻的是汽輪機低壓缸排汽，兩臺機組共用一個空冷凝汽器平臺，共由60個換熱單元（每臺機30個）組成。若干根翅片管構成一個完整的單排管束，每10片管束兩兩相對，形成一“A”形換熱單元，每5個換熱單元組成一列散熱段。每臺空冷凝汽器由6列散熱段組成，每列散熱段上端有一根配汽管、一根抽真空管，下端有兩根匯集凝結水的管道（即蒸汽∕凝結水聯(lián)箱）。兩臺空冷凝汽器的散熱段、管道布置是完全對稱的。每臺機組直接空冷系統(tǒng)配置4個排汽隔離閥、8個凝結水閥和4個抽真空閥（在A、B、E、F列布置）。每列換熱單元由42片順流換熱管束和8片逆流換熱管束組成5個換熱單元，其中每一列的1、2、4、5換熱單元全部為順流換熱管束，第3換熱單元由8片逆流換熱管束和2片順流管束組成。低壓缸排汽向下流入排汽裝置，蒸汽進入水平布置的主排汽管道向上輸送到空冷凝汽器頂端的6根蒸汽分配管，蒸汽攜帶的熱能被流經(jīng)空冷凝汽器翅片管表面的冷卻空氣帶走，冷卻凝結形成的水匯入12根管束下聯(lián)箱，流入下方的凝結水管，在自身重力的作用下沿1根凝結水總管流回凝結水箱，由凝結水泵升壓，送至鍋爐給水系統(tǒng)。空冷凝汽器內(nèi)的不凝結氣體由設在逆流凝汽器頂部的抽空氣管道抽出。

2 空冷風機經(jīng)濟運行及優(yōu)化運行措施

2.1 風機電耗情況及超頻運行的經(jīng)濟性分析

（1）國投伊犁能源開發(fā)有限公司2×330MW 機組共有60臺功率為132kW的空冷風機，ACC所需要的冷卻空氣由排布在空冷凝汽器平臺下部的空冷風機提供，空冷風機轉速由變頻器控制，正常變頻范圍是30–100%，但在環(huán)境溫度在20℃以上時變頻范圍是30–110%，其中100%--110%（50HZ-55HZ）為超頻轉速運行。

（2）為了計算風機超頻后所增加的電量與風機超頻后機組所增加的效益達成平衡，通過對2013、2014年相關試驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，得出結論并為運行人員操作調(diào)整提供依據(jù)，具體試驗分析如下：

1）試驗經(jīng)過：將風機頻率由50Hz增加到55Hz，觀察機組真空的變化情況，運行至真空不再發(fā)生變化為止，記錄真空值及每臺風機的電流變化，然后進行數(shù)據(jù)計算。

2）數(shù)據(jù)記錄：

試驗開始時間：19：00 試驗結束時間：20：00 機組負荷：215MW

真空升高平均值 1.3573Pa， 電量增加值合計 647827W。

3）經(jīng)濟性核算

參照依據(jù)：真空以設計背壓（真空—84kPa）為基準，每變化1%，影響煤耗約2.045g/kwh（引用同類型機組）；原煤單價按210元/噸，電價0.20元/kwh（上網(wǎng)電價）計算。

超頻后真空上升1.3573kPa，真空變化率為1.61%，影響煤耗約3.292 g/kwh，折合成煤量每小時減少0.708噸，風機超頻后每小時增加電量為647.827 kwh，能耗比較：

0.708×210=148.68（元）

647.827×0.20=119.57（元）

通過以上分析試驗計算出效益差為29.11元，可見超頻后機組經(jīng)濟性將明顯提高。

2.2 優(yōu)化運行措施

2.2.1 正常運行方式

（1）進入夏季機組背壓逐漸上升，投入空冷風機超頻運行是降低機組背壓的主要手段之一，按照風機超頻能耗平衡點真空變化值曲線進行判別，保證機組的經(jīng)濟性。

（2）投入空冷噴淋也是有效降低機組背壓的手段之一，當機組背壓因環(huán)境溫度高達37℃、背壓到25kPa，應投入空冷噴淋系統(tǒng)運行，背壓低于16kPa時停止空冷噴淋系統(tǒng)運行。

（3）為保證低電耗空冷島正常運行期間，應盡量保持同列中各風機的頻率相同，低負荷時盡可能保持各列風機多投、低頻運行。

2.2.2 大風期間運行方式調(diào)整

直接空冷系統(tǒng)受風向、風速影響比較明顯。當風速達到5m/s以上時，不同風向有可能使空冷系統(tǒng)形成熱回流，降低風機效率：冷空氣經(jīng)過ACC散熱器后轉換成熱風呈羽流狀上升，背爐斜后方向來風壓制在ACC散熱器平臺，熱風又被風機吸入，形成熱風再循環(huán)，使背壓頻繁波動。如果一味地將風機投自動，會造成風機轉速忽高忽低、急劇變化，空冷島產(chǎn)生共振、共鳴現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對空冷的安全運行極為不利，風機的電耗率也比正常時高出許多。 因此，在大風期間，空冷風機最好手動調(diào)整，留足背壓跳機裕度，讓背壓隨風適度波動，不會對汽壓造成大的影響。在具體的調(diào)整中，根據(jù)外界風向，風機手動、自動也可以同步進行，迎風面的風機或逆流風機手動控制，保持恒速，其余部分風機投入自動，可以有效地降低電耗率，同時也可避免運行人員頻繁調(diào)整。

參考文獻：

[1]汽輪機設備及其運行系統(tǒng)[M].華東六省一市電機工程學會：中國電力出版社.

[2]CZK330-16.67/0.4/538/538中間再熱空冷抽汽凝汽式汽輪機運行說明書[S].上海汽輪機有限公司.

[3]上海新華.電站汽輪機數(shù)字式電液控制系統(tǒng)-DEH[M].中國電力出版社，2005（05）1.