立式三角形空冷器系統(tǒng)在發(fā)電廠空冷系統(tǒng)改造中的應(yīng)用探究

趙拴榮

摘 要：早期建設(shè)的空冷電廠由于各種因素的影響，煤耗偏高、效率下降，其原因是電廠現(xiàn)在的運(yùn)行條件已經(jīng)偏離了原來(lái)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。為了節(jié)能降耗，就需要對(duì)原空冷系統(tǒng)擴(kuò)容改造，以降低主機(jī)排汽背壓、提機(jī)組效率。但原空冷系統(tǒng)改造往往受到原有場(chǎng)地限制難以實(shí)施，而立式三角形空冷器具有占地小、布置靈活、不受場(chǎng)地限制的特點(diǎn)，建議在類似的工程改造中借鑒使用。

關(guān)鍵詞：升級(jí)改造;節(jié)能提效;布置方便靈活;布置形式多樣

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）03-0120-02

0 前言

在我國(guó)北方地區(qū)眾多的空冷電廠中，早期建設(shè)的空冷電廠由于各種因素的影響，與近期建設(shè)的空冷電廠相較煤耗偏高、效率偏低，其原因是電廠現(xiàn)在的運(yùn)行條件已經(jīng)偏離了原來(lái)的設(shè)計(jì)條件值，主要表現(xiàn)在自然環(huán)境因素主要是氣溫變化、煤價(jià)的大幅提高及電價(jià)的調(diào)整、機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)難以保證等。因此，按照原來(lái)設(shè)計(jì)條件確定的機(jī)組設(shè)計(jì)背壓在當(dāng)下條件下運(yùn)行，就顯得煤耗能耗偏高，經(jīng)濟(jì)性不佳。燃煤火力發(fā)電是為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力能源的主力軍，同時(shí)也是大量消耗一次能源的行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變工作逐步推進(jìn)，中高碳經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨。按國(guó)家發(fā)改能源[2014]2093號(hào)文要求，到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后平均供電煤耗率需低于310g/kW.h。

為了滿足國(guó)家綠色、環(huán)保、節(jié)能、降耗要求，一些電廠已經(jīng)在著手改造之中，而要節(jié)能降耗，就需要對(duì)原空冷系統(tǒng)擴(kuò)容改造，以降低主機(jī)排汽背壓從而降低煤耗。但原空冷系統(tǒng)改造往往受到原場(chǎng)地限制難以實(shí)施，而立式形三角空冷器具有占地小、布置靈活、受場(chǎng)地限制小的特點(diǎn)，建議在類似的工程改造中使用。

1 立式三角形空冷器簡(jiǎn)述

立式三角形空冷器是一種新型布置方式的小型直冷凝汽器。

立式三角形空冷器的系統(tǒng)組成與工作原理與我們傳統(tǒng)的平臺(tái)式直冷凝汽器幾乎完全相同，同樣是利用風(fēng)機(jī)使外界環(huán)境風(fēng)強(qiáng)制通過(guò)管束表面，將管束中的排汽冷凝成水，整個(gè)系統(tǒng)同樣是由管束、風(fēng)機(jī)、管道、單元內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)，以及清洗和儀控儀表和電氣部分構(gòu)成。只是在單元的布置方式上做了調(diào)整，使整個(gè)系統(tǒng)調(diào)節(jié)更為靈活，能很好地用于節(jié)能降耗冷端優(yōu)化。

立式三角空冷器是將管束沿著長(zhǎng)度的方向布置成固定的夾角，豎直放置在平臺(tái)上，形成三角形的兩個(gè)側(cè)邊，三角形的背面及上面除去風(fēng)機(jī)部分均用壓型鋼板密封，防止風(fēng)從三角形的背面和頂面泄漏，確切的說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)五邊形的結(jié)構(gòu)。管束的夾角在70°左右，根據(jù)不同的風(fēng)機(jī)尺寸，角度略有調(diào)整。每個(gè)立式冷卻三角占地約20m×20m。

每一側(cè)的管束都由順流管束和逆流管束構(gòu)成，管束依然是自支撐結(jié)構(gòu)，管束下方為凝結(jié)水聯(lián)箱，在逆流管束下方的凝結(jié)水箱連接有凝結(jié)水管道，管束中冷凝下來(lái)的凝結(jié)水沿凝結(jié)水管道匯集到汽機(jī)的凝結(jié)水箱中。逆流管束的上方設(shè)有抽真空管道，將系統(tǒng)中不凝結(jié)的氣體抽出系統(tǒng)外，保持系統(tǒng)的真空度。

立式三角形空冷器的風(fēng)機(jī)設(shè)置在管束上方，由傳統(tǒng)的鼓風(fēng)形式變?yōu)榱艘L(fēng)形式，環(huán)境風(fēng)首先從側(cè)面通過(guò)管束表面進(jìn)行換熱，換熱后的熱空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)被抽出系統(tǒng)外。風(fēng)機(jī)下方與齒輪箱、電機(jī)相連。如圖1所示。

立式三角形這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)閱卧嫉乇容^小，在場(chǎng)地布置上比較靈活，尤其適合場(chǎng)地條件比較不規(guī)則的情況，相比傳統(tǒng)的平臺(tái)式凝汽器，布置起來(lái)更為靈活?？梢约绮⒓缁虮晨勘巢贾?，也可以成一字式、L式、三角式或場(chǎng)地需要的布置形式。

由于立式三角形的調(diào)節(jié)相對(duì)靈活，生產(chǎn)廠家對(duì)立式三角形凝汽器的方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了模塊化。風(fēng)機(jī)直徑從28ft到36ft，對(duì)應(yīng)配90kW到132kW額定功率的電機(jī)，以及不同規(guī)格三角單元的性能曲線。根據(jù)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)條件，參照性能曲線幾乎可以準(zhǔn)確計(jì)算出所需要的單元尺寸及數(shù)量。同時(shí)可根據(jù)不同的風(fēng)機(jī)尺寸和單元數(shù)量，設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)的單元尺寸和管道尺寸。方案確定后，可根據(jù)場(chǎng)地條件選擇適宜的布置形式。確定平臺(tái)的占地尺寸及管道尺寸。這種模塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了熱力計(jì)算的過(guò)程，同時(shí)模塊化形式也節(jié)省了一部分設(shè)計(jì)成本。

2 實(shí)際工程設(shè)計(jì)方案介紹

內(nèi)蒙某發(fā)電廠為2×300MW直接空冷機(jī)組原設(shè)計(jì)背壓13.5kpa，提效節(jié)能改造后機(jī)組設(shè)計(jì)背壓需要降低到12kpa，由于改造后進(jìn)入空冷系統(tǒng)的熱負(fù)荷比原來(lái)增加而引起背壓提升約2.0kpa，這樣空冷系統(tǒng)改造后的背壓降需要3.5kpa?？紤]電廠已經(jīng)運(yùn)行了十多年，空冷系統(tǒng)散熱性能有所降低，綜合考慮各種因素，確定空冷系統(tǒng)改造后總的背壓降為4.0kpa。

針對(duì)本工程改造特點(diǎn)，選擇了幾種切實(shí)可行的改造方案進(jìn)行對(duì)比分析，具體比較結(jié)果見(jiàn)表1所示。

3 總結(jié)與建議

通過(guò)上述比選方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比可知，立式三角形空冷器系統(tǒng)具有節(jié)電、節(jié)能、節(jié)省投資、占地小、布置靈活性好、不受場(chǎng)地限制、能較好規(guī)避不利風(fēng)向的影響，特別適合于原場(chǎng)地受到一定限制的改造項(xiàng)目。上述技改事例是針對(duì)直接空冷系統(tǒng)，對(duì)于間接空冷系統(tǒng)改造，可選擇適用于間接空冷系統(tǒng)的立式三角空冷器，建議類似工程技改中予以借鑒。

參考文獻(xiàn)

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