劉 健，于天群

（1.浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 寧波 315722；2.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

0 引言

某電廠安裝2臺哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽NZK300-16.7/537/537直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，直接空冷系統(tǒng)由德國哈蒙公司提供?？绽湎到y(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)、管束為單排管。

2臺機(jī)組自投產(chǎn)以來做了大量的基礎(chǔ)工作，空冷系統(tǒng)基本保持良好的狀況。為了整體提高機(jī)組及空冷系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，電廠組織開展了機(jī)組及空冷系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)調(diào)整工作。

1 存在的問題

機(jī)組自投產(chǎn)以來，電廠不斷摸索直接空冷的運(yùn)行方法，配套制定了空冷背壓的運(yùn)行相關(guān)規(guī)定，機(jī)組運(yùn)行時，運(yùn)行人員一般將機(jī)組背壓的設(shè)定值設(shè)定為10 kPa，這樣冬季運(yùn)行既可以將機(jī)組真空的運(yùn)行值維持在適中水平，同時也簡化了操作人員的工作，但是同時也帶來了一定的問題，在機(jī)組低負(fù)荷時，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速太低，機(jī)組背壓較高，影響了機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2 防凍及優(yōu)化試驗(yàn)思路與基本方法

針對機(jī)組運(yùn)行背壓偏高的問題，對空冷系統(tǒng)不同運(yùn)行工況進(jìn)行變背壓調(diào)整試驗(yàn)，并采用紅外成像儀嚴(yán)密監(jiān)視散熱器的溫度分布，使空冷系統(tǒng)運(yùn)行既能保證逆流抽空氣溫度維持在相對合理的水平又使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速盡量運(yùn)行在較高水平，結(jié)合風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響廠用電量及機(jī)組背壓對負(fù)荷的影響，確定出一定環(huán)境溫度、一定負(fù)荷下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的最佳值。從試驗(yàn)結(jié)果來看，優(yōu)化調(diào)整工作具有較大的節(jié)能潛力。

3 防凍及優(yōu)化試驗(yàn)分析

過風(fēng)機(jī)變頻試驗(yàn)，在一定負(fù)荷、一定環(huán)境溫度下，隨著風(fēng)機(jī)頻率的增加，機(jī)組背壓逐步降低，試驗(yàn)計算結(jié)果表明：電廠對空冷系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)定（機(jī)組運(yùn)行時，一律將背壓設(shè)定值設(shè)定為10 kPa）是不適宜的；200 MW負(fù)荷（4.4～4.9℃） 時，通過比較電廠常規(guī)運(yùn)行方式和經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后的最優(yōu)工況，在最優(yōu)工況下，背壓平均下降為2.03 kPa；由于背壓降低，機(jī)組可多發(fā)的電功率多于風(fēng)機(jī)多耗的功率。在最優(yōu)工況下，扣除風(fēng)機(jī)多耗功率后比常規(guī)工況多發(fā)功率949 kW；考慮鍋爐及管道效率后全部最佳工況平均節(jié)約標(biāo)煤1.53 g/（kW·h）。

在機(jī)組負(fù)荷為200 MW負(fù)荷下，環(huán)境溫度4.4～4.9℃時，風(fēng)機(jī)總功率從1 326 kW到2 069 kW每增加100 kW背壓的降低值見表1。

200 MW負(fù)荷在4.4～4.9℃環(huán)境溫度下，風(fēng)機(jī)功率增加了（743/632）kW（單泵/雙泵），機(jī)組背壓下降了（3.89/3.53）kPa（單泵/雙泵）。

表1 機(jī)組負(fù)荷200 MW （環(huán)境溫度4.4～4.9℃）

200 MW負(fù)荷（4.4～4.9℃） 在扣除風(fēng)機(jī)多耗功率后，優(yōu)化后工況比電廠常規(guī)運(yùn)行方式（背壓設(shè)定值設(shè)定為10 kPa）多發(fā)功率949 kW；真空提高值為2.03 kPa。

通過對電廠平常運(yùn)行情況的統(tǒng)計分析和試驗(yàn)計算結(jié)果表明：電廠對空冷系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)定（機(jī)組運(yùn)行時，一律將背壓設(shè)定值設(shè)定為10 kPa）是不適宜的；對空冷系統(tǒng)在機(jī)組負(fù)荷為200 MW時的4.4～4.9℃溫度下進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)表明：調(diào)整后最佳工況比電廠的常規(guī)運(yùn)行工況不僅能夠降低機(jī)組背壓，多發(fā)電負(fù)荷，而且在環(huán)境溫度為零下時段時能夠有效地起到防凍作用。防凍情況可以通過對空冷散熱器的紅外攝像儀的照片直觀地看到。

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為200 MW（4.7℃）時，將空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速從27 Hz（55%） 逐步調(diào)整到最高的42 Hz（85%）時，在空冷散熱器上就會出現(xiàn)部分溫度降低的跡象，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是空冷散熱器抽空氣溫度降至6℃左右（即接近環(huán)境溫度），此時，逐步回調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速至32 Hz（65%），空冷散熱器抽空氣溫度回暖至27℃左右，機(jī)組真空至7.9 kPa，比電廠的常規(guī)運(yùn)行工況9.91 kPa降低了2.01 kPa；調(diào)整后工況扣除風(fēng)機(jī)多耗功率比電廠的常規(guī)運(yùn)行工況（背壓總指令10 kPa）多發(fā)功率935 kW；考慮鍋爐及管道效率后節(jié)約的標(biāo)煤為1.51 g/（kW·h）。對比調(diào)整過程中散熱器紅外照片可以明顯看到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速85%時的散熱器低溫區(qū)域比其他兩個都大。

4 防凍及優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

通過調(diào)整風(fēng)機(jī)的各種組合工況，摸清了200 MW（環(huán)境溫度4.7℃）最有利的運(yùn)行方式。即調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速至32 Hz（65%），這時空冷散熱器抽空氣溫度回暖至27℃左右，機(jī)組真空至7.9 kPa，比電廠的常規(guī)運(yùn)行工況9.91 kPa降低了2.01 kPa。

增開真空泵的運(yùn)行臺數(shù)是冬季防凍的有效措施之一。在增開真空泵后，空冷散熱器逆流區(qū)抽空氣溫度的回暖順序是6-5-4-3-2-1街區(qū)，即靠近外部的散熱器抽空氣溫度先回升，隨后才是靠近內(nèi)部的散熱器抽空氣溫度再回升。

排汽溫度與真空抽氣溫度的偏差不宜大于15～20℃，否則逆流散熱器出口抽空氣溫度將出現(xiàn)不可逆的狀況，即空冷散熱器的防凍效果將會惡化。

5 結(jié)束語

直接空冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可以通過調(diào)整風(fēng)機(jī)的各種組合工況，逐步摸清最有利的運(yùn)行方式，在保證機(jī)組安全的基礎(chǔ)上，最大化地利用風(fēng)機(jī)的靈活調(diào)整方式來實(shí)現(xiàn)空冷機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

采用紅外成像儀對整體空冷島散熱器冬季傳熱情況進(jìn)行監(jiān)測是先進(jìn)和可靠的，具有直觀、便捷的優(yōu)點(diǎn)。