張衛(wèi)東 華電新疆發(fā)電有限公司昌吉分公司

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，深度調(diào)峰機(jī)組直接空冷系統(tǒng)得到了非常多的關(guān)注，為了保證直接空冷系統(tǒng)能夠在深度調(diào)峰過(guò)程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，國(guó)家也專門出臺(tái)了鼓勵(lì)政策。因此，有必要對(duì)330MW深度調(diào)峰機(jī)組直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)進(jìn)行分析。

一、空冷散熱管束凍結(jié)分析

空冷系統(tǒng)通常可以分為直接、間接兩種類型。其中直接冷卻機(jī)組在實(shí)際使用過(guò)程中很容易在冬季出現(xiàn)散熱管束凍結(jié)的情況，這種現(xiàn)象也成為直接空冷系統(tǒng)需要面對(duì)的一項(xiàng)重點(diǎn)安全問(wèn)題。目前我國(guó)相對(duì)比較常見(jiàn)的散熱器其翅片通常都會(huì)選擇單排以及多排扁平鋼、鋁芯管，這種材質(zhì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中雖然防凍性能非常優(yōu)秀，但是在運(yùn)行期間卻必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，以此來(lái)避免管束因表面溫度不足而導(dǎo)致翅片出現(xiàn)凍結(jié)的情況。通常在溫度不足0℃時(shí)，如果散熱器管排熱負(fù)荷不夠均勻，在大量不凝結(jié)氣體的影響下就有可能導(dǎo)致管束內(nèi)流體出現(xiàn)凝固、凍結(jié)等情況。此時(shí)空冷島自身的導(dǎo)熱能力便會(huì)出現(xiàn)大幅下滑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致散熱片出現(xiàn)變形的情況。翅片凍結(jié)主要是因?yàn)榈拓?fù)荷空冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)整、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性、防凍措施不合格等問(wèn)題導(dǎo)致的。

二、直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的重要性

近些年，我國(guó)新疆地區(qū)的風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源設(shè)備的數(shù)量在逐漸提升，但是因?yàn)橛秒娯?fù)荷容量等條件的影響，棄風(fēng)、棄光等情況時(shí)有發(fā)生。由于這部分新能源在實(shí)際使用過(guò)程中存在間歇性、波動(dòng)性等問(wèn)題，所以在調(diào)峰機(jī)組沒(méi)有完全匹配之前無(wú)法完全投入到使用當(dāng)中。此時(shí)電網(wǎng)調(diào)峰能力與用戶實(shí)際需求之間就會(huì)出現(xiàn)供需不平衡的情況，因此對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰能力的要求變得更高。在這種大環(huán)境下，燃煤電廠通過(guò)深度調(diào)峰機(jī)組特點(diǎn)進(jìn)行改造工作成為一種必然趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)深度調(diào)峰機(jī)組進(jìn)行合理改造，能夠讓直接空冷系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程變得更加穩(wěn)定、安全。通常情況下，深度調(diào)峰機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行期間，很容易出現(xiàn)水動(dòng)力不足等各種問(wèn)題，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)溫度失調(diào)的情況。水的結(jié)冰條件為溫度下降至0℃，當(dāng)過(guò)冷水內(nèi)部產(chǎn)生超過(guò)臨界尺寸的冰核時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象?？绽鋶u其管束在與外界進(jìn)行換熱時(shí)，如果管束外界空氣的冷卻能力大于蒸汽凝結(jié)成水放出的熱量時(shí)，蒸汽就會(huì)沿著管壁出現(xiàn)凝結(jié)，并逐漸結(jié)冰，特別是空冷風(fēng)機(jī)一側(cè)，更加容易出現(xiàn)結(jié)冰的情況。當(dāng)管束出現(xiàn)結(jié)冰的情況之后，可供蒸汽流動(dòng)的管道就會(huì)逐漸便窄，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)斷流的情況，因此空冷系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)非常重要，能夠保證機(jī)組得以順利運(yùn)行下去。

三、空冷島冬季防凍調(diào)節(jié)分析

就目前而言，很多大型機(jī)組其空冷凝汽器都會(huì)選用順逆流聯(lián)合結(jié)構(gòu)，在低壓缸、低壓旁路出現(xiàn)蒸汽之后，蒸汽在壓差影響下將會(huì)進(jìn)入到空冷島散熱器中。此時(shí)會(huì)優(yōu)先進(jìn)入到順流空冷風(fēng)機(jī)，在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的冷卻效果下，蒸汽會(huì)在向下流動(dòng)的過(guò)程中逐漸凝結(jié)，凝結(jié)水則會(huì)通過(guò)相同的形式流入到聯(lián)箱底部位置，此時(shí)汽輪機(jī)多數(shù)排氣便會(huì)在順流管中出現(xiàn)凝結(jié)的情況，而余下的蒸汽則將會(huì)與不凝結(jié)氣體一并流動(dòng)到逆流風(fēng)機(jī)內(nèi)，蒸汽此時(shí)在向上流動(dòng)時(shí)將會(huì)逐漸被完全凝結(jié)，凝結(jié)水則會(huì)因?yàn)橹亓?lái)的影響逆向回流至底部聯(lián)箱，此時(shí)不凝結(jié)氣體就會(huì)經(jīng)過(guò)真空泵抽吸后直接排放出去。順流散熱器在低溫環(huán)境下運(yùn)行容易產(chǎn)生過(guò)冷、凍結(jié)等情況，而逆流風(fēng)機(jī)雖然沒(méi)有過(guò)冷卻，但是其導(dǎo)熱效果則相對(duì)更差。

空冷島在冬季寒冷天氣下應(yīng)該盡量保持在多風(fēng)機(jī)、低頻率的狀態(tài)下運(yùn)行，運(yùn)行期間則應(yīng)該避免同列、不同列散熱器出現(xiàn)熱負(fù)荷不均的情況，順流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)該保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，避免轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差過(guò)大的情況。在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該時(shí)刻遵循凝結(jié)水溫度由順流風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)、抽氣溫度由逆流風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的調(diào)整方法。保證逆流轉(zhuǎn)速能夠始終大于順流轉(zhuǎn)速。二者之間的轉(zhuǎn)速偏差應(yīng)該保證小于20%。逆流風(fēng)機(jī)在調(diào)整抽氣溫度時(shí)應(yīng)該采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，保證調(diào)節(jié)效果。還可以在對(duì)順流、逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)完成對(duì)順流、逆流管束蒸汽量的合理調(diào)節(jié)，若是發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溫度以及抽氣溫度在運(yùn)行期間出現(xiàn)的大幅變化或者兩側(cè)溫差幅度超過(guò)3℃，則要在保證不影響背壓的同時(shí)下調(diào)順流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、并提升逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以此來(lái)確保坑冷到管束內(nèi)部的蒸汽數(shù)量，避免出現(xiàn)總結(jié)以及溫度偏差的情況。為了能夠保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，抽氣溫度可以控制在10℃～25℃的區(qū)間范圍內(nèi)，保證最低背壓穩(wěn)定性。

在出現(xiàn)供熱抽氣量大、蒸汽量不足的情況時(shí)，可以將空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸下調(diào)至30%，并按照順序完成停運(yùn)，直到停運(yùn)完成后且排氣隔離閥搖嚴(yán)。為了能夠確保排氣時(shí)不出現(xiàn)過(guò)熱的情況，還應(yīng)該盡量提升空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，持續(xù)保持機(jī)組以低背壓的方式運(yùn)行，但是由于空冷風(fēng)機(jī)相關(guān)規(guī)程要求，需要加強(qiáng)對(duì)背壓的監(jiān)管，避免出現(xiàn)背壓突然上升的現(xiàn)象。除此之外，在空冷島管束測(cè)溫期間，順流管束應(yīng)該在凝結(jié)管束1m距離位置處進(jìn)行測(cè)量，逆流管束則應(yīng)該在抽氣口0.5m距離位置處完成測(cè)量作業(yè)。測(cè)溫結(jié)束后要根據(jù)溫度情況合理調(diào)整空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，避免運(yùn)行期間部分管束因?yàn)闇囟榷霈F(xiàn)凍結(jié)情況。如果機(jī)組出現(xiàn)了跳閘情況，則要在第一時(shí)間關(guān)停風(fēng)機(jī)，然后將排氣隔離閥以及能夠流入排氣設(shè)備的熱源關(guān)閉[2]。

四、結(jié)論

總而言之，330MW深度調(diào)峰機(jī)組直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)非常關(guān)鍵，通過(guò)合理?xiàng)l件直接空冷系統(tǒng)能夠使深度調(diào)峰機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)得到保證，增加運(yùn)行安全性。相信隨著更多人了解直接空冷系統(tǒng)的重要性，其運(yùn)行調(diào)節(jié)方法一定會(huì)變得更加完善。