330MW深度調(diào)峰機(jī)組直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)

張衛(wèi)東 華電新疆發(fā)電有限公司昌吉分公司

隨著國家經(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)峰過程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，國家也專門出臺了鼓勵政策。因此，有必要對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?？梢苑譃橹苯印㈤g接兩種類型。其中直接冷卻機(jī)組在實際使用過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)需要面對的一項重點安全問題。目前我國相對比較常見的散熱器其翅片通常都會選擇單排以及多排扁平鋼、鋁芯管，這種材質(zhì)在實際應(yīng)用過程中雖然防凍性能非常優(yōu)秀，但是在運(yùn)行期間卻必須對其進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，以此來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，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。此時空冷島自身的導(dǎo)熱能力便會出現(xiàn)大幅下滑，嚴(yán)重時會導(dǎo)致散熱片出現(xiàn)變形的情況。翅片凍結(jié)主要是因為低負(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，我國新疆地區(qū)的風(fēng)能、太陽能等新能源設(shè)備的數(shù)量在逐漸提升，但是因為用電負(fù)荷容量等條件的影響，棄風(fēng)、棄光等情況時有發(fā)生。由于這部分新能源在實際使用過程中存在間歇性、波動性等問題，所以在調(diào)峰機(jī)組沒有完全匹配之前無法完全投入到使用當(dāng)中。此時電網(wǎng)調(diào)峰能力與用戶實際需求之間就會出現(xiàn)供需不平衡的情況，因此對于電網(wǎng)調(diào)峰能力的要求變得更高。在這種大環(huán)境下，燃煤電廠通過深度調(diào)峰機(jī)組特點進(jìn)行改造工作成為一種必然趨勢。通過對深度調(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)水動力不足等各種問題，這時就會出現(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)過冷水內(nèi)部產(chǎn)生超過臨界尺寸的冰核時，便會出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。空冷島其管束在與外界進(jìn)行換熱時，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，蒸汽就會沿著管壁出現(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，可供蒸汽流動的管道就會逐漸便窄，嚴(yán)重時甚至?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進(jìn)入到空冷島散熱器中。此時會優(yōu)先進(jìn)入到順流空冷風(fēng)機(jī)，在葉片轉(zhuǎn)動帶來的冷卻效果下，蒸汽會在向下流動的過程中逐漸凝結(jié)，凝結(jié)水則會通過相同的形式流入到聯(lián)箱底部位置，此時汽輪機(jī)多數(shù)排氣便會在順流管中出現(xiàn)凝結(jié)的情況，而余下的蒸汽則將會與不凝結(jié)氣體一并流動到逆流風(fēng)機(jī)內(nèi)，蒸汽此時在向上流動時將會逐漸被完全凝結(jié)，凝結(jié)水則會因為重力帶來的影響逆向回流至底部聯(lián)箱，此時不凝結(jié)氣體就會經(jīng)過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)生過冷、凍結(jié)等情況，而逆流風(fēng)機(jī)雖然沒有過冷卻，但是其導(dǎo)熱效果則相對更差。

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)行時應(yīng)該保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，避免轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差過大的情況。在運(yùn)行過程中應(yīng)該時刻遵循凝結(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)整抽氣溫度時應(yīng)該采用手動調(diào)節(jié)方式，保證調(diào)節(jié)效果。還可以在對順流、逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時完成對順流、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3℃，則要在保證不影響背壓的同時下調(diào)順流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、并提升逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以此來確?？永涞焦苁鴥?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，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不出現(xiàn)過熱的情況，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)行測量，逆流管束則應(yīng)該在抽氣口0.5m距離位置處完成測量作業(yè)。測溫結(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)行期間部分管束因為溫度而出現(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，通過合理條件直接空冷系統(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)方法一定會變得更加完善。