岳星瓊

（山西西山煤電有限責(zé)任公司發(fā)電公司電力分公司， 山西 太原 030053）

1 直接空冷機(jī)組

山西西山熱電空冷機(jī)組的裝機(jī)容量為3臺(tái)×50 MW，均采用的是直接空冷系統(tǒng)。它是將汽輪機(jī)的末級(jí)排汽經(jīng)管道送到室外的空冷凝汽器的翅片管束中，翅片的下方是旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)，通過(guò)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)將翅片散出的熱量帶走，管束內(nèi)的排汽被凝結(jié)，最終收回到排氣裝置中。如圖1所示，這些位于室外的部分則稱(chēng)為“空冷島”[1-2]。

其優(yōu)點(diǎn)是：不需要冷卻水等中間冷卻介質(zhì)，初始溫差大；設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、基建投資較少、占地少；空氣量可靈活調(diào)節(jié)，冬季防凍措施比較可靠。

缺點(diǎn)是：空冷島的體積比較大，容易使空氣漏進(jìn)系統(tǒng)中；暴露在自然環(huán)境中，環(huán)境和天氣會(huì)對(duì)機(jī)組的真空產(chǎn)生影響；高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)，增加了廠(chǎng)用電量，同時(shí)也產(chǎn)生了噪聲[3-4]。

2 空冷島加裝噴淋裝置的必要性

影響真空的因素有很多，有真空泵的運(yùn)行狀況、空冷翅片污垢以及真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性等。這些因素中任何一項(xiàng)的變化都將導(dǎo)致機(jī)組的真空發(fā)生變化，真空發(fā)生變化則需調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，導(dǎo)致廠(chǎng)用電率發(fā)生變化，影響機(jī)組的供電煤耗從而影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

由表1可以看出，系統(tǒng)真空達(dá)不到要求，限制了機(jī)組出力。此時(shí)機(jī)組處于既不經(jīng)濟(jì)又不安全的工況。另外我廠(chǎng)所處地區(qū)比鄰煤礦，空氣中懸浮物顆粒比較多，是導(dǎo)致空冷凝汽器的翅片管束表面比較臟污的主要原因。通過(guò)人工沖水的方法對(duì)冷凝器管束進(jìn)行清洗，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且沖洗過(guò)程中因水流不穩(wěn)定，對(duì)真空造成波動(dòng)，影響機(jī)組的穩(wěn)定性。根據(jù)將近20年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，決定對(duì)空冷島進(jìn)行改造，通過(guò)對(duì)空冷島的翅片管束加裝噴淋裝置，以達(dá)到清洗翅片表面的臟污和管束降溫、加強(qiáng)換熱的目的，增加機(jī)組效率。

表1 夏季運(yùn)行時(shí)在負(fù)荷40 MW時(shí)空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到110%的情況下真空值及相關(guān)參數(shù)

3 噴淋系統(tǒng)工作原理

空冷島噴淋冷卻的工作原理：在空冷島翅片上方合理設(shè)置可調(diào)霧化噴嘴，通過(guò)調(diào)整噴嘴水霧化程度，達(dá)到?jīng)_洗和冷卻的效果。當(dāng)噴管調(diào)整為非霧化時(shí)，噴管流出的水為水流狀，可以清潔翅片污垢，霧化時(shí)噴出的水霧附著在散熱器管的表面，既能降低周?chē)h(huán)境溫度，又可增加翅片換熱，達(dá)到提高真空的作用[5]。

4 噴淋裝置安裝及使用方法

空冷散熱器平臺(tái)距地面10 m，管束形式為人字型，管束夾角60°，每臺(tái)機(jī)組安裝有12臺(tái)風(fēng)機(jī)，每列4臺(tái)風(fēng)機(jī)?；瘜W(xué)水車(chē)間與空冷島的直線(xiàn)距離小于10 m，可單獨(dú)架設(shè)一趟除鹽水管，也可在進(jìn)入汽機(jī)房的除鹽水管道上接出一趟管道通向人字形管束的頂端，噴嘴向下噴淋。與空冷風(fēng)機(jī)的耗電相比噴淋泵的耗電可忽略不計(jì)。

當(dāng)?shù)较募緯r(shí)，環(huán)境溫度升高，空冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已達(dá)到110%運(yùn)行，如果還不能滿(mǎn)足機(jī)組出力，則可開(kāi)啟噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)的控制端設(shè)置于主控室內(nèi)，通過(guò)遠(yuǎn)程操作即可達(dá)到?jīng)_洗噴淋的目的。冬季環(huán)境溫度偏低，則不需要啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)。整個(gè)管道部分也不需要加裝伴熱設(shè)施，系統(tǒng)停用期間放干管道中的積水即可，不會(huì)發(fā)生凍裂事故[6-7]。

5 加裝噴淋裝置對(duì)其他設(shè)備的影響

噴淋系統(tǒng)的使用會(huì)對(duì)位于空冷島下方的主變及其相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，影響的程度取決于噴霧的大小。完全噴霧時(shí)，噴出的氣水混合物其中的98%可附著在翅片上，隨風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制通風(fēng)換熱散發(fā)到空氣中，其余的2%可隨空氣蒸發(fā)散發(fā)到空氣中；沖洗時(shí)，由于形成水流，不能及時(shí)蒸發(fā)到空氣中，這時(shí)就要在主變及母線(xiàn)棧橋上方增設(shè)防水板，以減小這些設(shè)備不會(huì)受潮或發(fā)生短路。

[1]朱嵩.基于RNGk-ε湍流模型的直接空冷島數(shù)值模擬研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2010（15）：45-46.

[2]楊護(hù)洲.空冷島的安裝質(zhì)量及進(jìn)度控制[J].電力建設(shè)，2007（6）：71-73.

[3]荊有印，丁桂艷，王長(zhǎng)海.空冷島內(nèi)氣流分布不均對(duì)冷卻效果的影響[J].東北電力技術(shù)，2008（11）：4-7.

[4]楊立軍，杜小澤，楊勇平.環(huán)境風(fēng)影響下的空冷島運(yùn)行特性[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2009（2）：325-328.

[5]周蘭欣，李建波，李衛(wèi)華，等.600MW機(jī)組空冷島外部流場(chǎng)的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009（17）：32-38.

[6]汪公河.電廠(chǎng)空冷島鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備吊裝方案研究與應(yīng)用[J].安徽電力，2010（4）：35-36.

[7]丁振宇，陳巍，田永興，等.環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空冷島換熱的影響[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2011（3）：195-198.