125MW空冷機組提高運行真空度的探討

王磊+王雄

摘 要：我廠100萬噸/年聚氯乙烯循環(huán)綜合利用項目配套熱電廠的汽輪機是由中國長江動力集團于2009年制造的C125-8.83/1.0型高溫、高壓、單軸、沖動、直接空冷凝汽式汽輪機。本文主要分析了機組運行過程中提高真空度的措施，通過多種方法的實踐探索，提高了機組真空、增強了機組帶負荷能力，為同類型機組夏季真空低限負荷問題提供借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：水環(huán)式真空泵冷卻系統(tǒng)改造；板式換熱器；冷卻器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.051

1 簡介

熱電公司4*125MW位于西北地區(qū)、煤炭資源比較豐富，但由于水資源匱乏，所以建造了直接空冷系統(tǒng)。但從運行八年來看直接空冷機組在夏季高溫季節(jié)普遍存在出力受阻、不能滿發(fā)的問題，夏季較高的空氣溫度會導(dǎo)致空冷島冷卻能力下降，降低機組真空，使機組實際出力低于設(shè)計出力，這大大降低機組的經(jīng)濟和安全性。因此，采取必要的度夏措施以提高機組的真空，是解決直接空冷機組夏季出力受阻，提高機組經(jīng)濟性和安全性的有效途徑之一。我廠通過對水環(huán)式真空泵冷卻系統(tǒng)改造；水環(huán)真空泵板式換熱器改造；空冷島加裝噴淋霧化裝置；空冷沖洗自動改造；水環(huán)真空泵入口加裝冷卻器等措施，解決了夏季機組真空低的問題。

2 空冷系統(tǒng)現(xiàn)存在的問題

（1）空冷凝汽器基本概況。公司（4×125MW）自備電廠采用煤粉鍋爐、抽汽式直接空冷汽輪機，發(fā)電機采用空冷方式。

空冷凝汽器為中國雙良公司供貨，直接排汽裝置系統(tǒng)由4列組成，每列4個風機單元（每個風機單元1臺風機），共16個風機單元。每列第二個風機單元（從蒸汽分配管入口方向依次為一、二、三、四）為逆流風機單元。

（2）空冷凝汽器運行性能?？绽淠鹘ǔ珊?，運行性能差。特別在夏季高溫，機組運行背壓高而被迫降負荷，極端情況機組運行功率只有 100MW?！?機組運行數(shù)據(jù)見表 ：

從表可以看出，機組無法滿負荷運行，并且真空已經(jīng)嚴重運行機組的安全運行。夏季空冷風機多數(shù)時間在 110%轉(zhuǎn)速運行，空冷系統(tǒng)廠用電一直偏高。通過調(diào)研：上灣電廠、地縣電廠經(jīng)過比較，北元電廠機組空冷凝汽器散熱面積明顯偏小，并且空冷島所在位置處于洼地，導(dǎo)致在夏季高溫環(huán)境機組帶負荷能力急劇下降，嚴重影響機組安全經(jīng)濟運行。

3 提高機組真空的方法和途徑

（1）消除真空系統(tǒng)的泄漏點。定期對空冷系統(tǒng)進行真空查漏工作，將真空泄漏率控制在100Pa/min 內(nèi)。

（2）空冷島安裝噴淋霧化裝置。在空冷風島入口，裝設(shè)由若干噴頭組成的噴霧裝置。除鹽水通過噴頭以一定的噴射角向其四周噴射細小顆粒的霧狀水滴，與空氣接觸混合，通過傳熱、傳質(zhì)，形成氣、水混合物。可有效的降低進入散熱器的空氣溫度。

（3）空冷沖洗自動化。我廠沖洗系統(tǒng)需要靠人工推動來完成清洗，且左右滑動軌道損壞嚴重，常出現(xiàn)卡瑟現(xiàn)象；上下每一個方向完成之后不能自動返回，空冷島沖洗期間每次只能沖洗一面散熱翅片，造成沖洗效率低下，不能達到快速降低機組運行背壓的目的；柱塞水泵出水口管道震動較大，長時間運行可能導(dǎo)致管道焊接處開裂，存在嚴重安全隱患；柱塞水泵易損零件較多，頻繁運行容易造成零件損壞，沖洗工作人工成本較高，夏季高溫期間容易引起工作人員中暑，存在安全隱患。通過改造沖洗系統(tǒng)為自動沖洗左右行走機構(gòu)使用齒輪齒條傳動系統(tǒng)，驅(qū)動力強，穩(wěn)定性高；上下驅(qū)動采用皮帶傳動，行走小車使用的是高強度不銹鋼軸承做滾輪，行走流暢，不生銹，耐久性好。采用上述方式后，針對不同區(qū)域合理選配沖洗，既保護翅片沖洗時不損壞又將積存在管束內(nèi)部的雜物徹底沖洗出去。

（4）增加水環(huán)真空泵板式換熱器的換熱面積。每臺真空泵板式換熱器的面積約為14.4m2 ，通過運行數(shù)據(jù)得出在夏季運行工況下，真空泵板式換熱器的換熱面積不能全部冷卻真空泵的工作液。通過計算我廠將真空泵的板式換熱器面積增加到43m2，夏季運行工況工作液降低至30℃。

（5）真空泵管道加裝冷卻裝置。在空冷島抽出的蒸汽空氣混合物，一般情況下蒸汽占2/3，空氣占1/3?；旌衔镏械恼羝环矫娼档土怂h(huán)真空泵的工作能力，另一方面對真空泵的工作液進行加熱，影響真空泵的性能。如果在混合物進入真空泵前對其進行冷卻凝結(jié)，可以大大提高水環(huán)真空泵的工作能力。改造系統(tǒng)圖：

4 結(jié)論

針對夏季高溫季節(jié)機組真空低、嚴重限負荷溫，通過采用真空系統(tǒng)查漏、空冷自動沖洗、提高真空泵出力、加裝空冷噴淋系統(tǒng)等方法的綜合應(yīng)用，提高了機組真空度和帶負荷能力，從而保證機組的安全經(jīng)濟運行。

參考文獻：

[1]王興平，黃功文，張林.電廠水環(huán)式真空泵冷卻系統(tǒng)的問題及其對機組出力的影響[J].動力工程，2004.

[2]大型火電機組經(jīng)濟運行及節(jié)能優(yōu)化[S].大唐國際發(fā)電股份有限公司.

作者簡介：王磊（1987-），男，陜西神木人，初級工程師，研究方向：汽輪機經(jīng)濟運行。endprint