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1、空冷機組空冷系統(tǒng)運行問題分析及對策我國是嚴重缺水國家,人均淡水量僅為世界平均水平的1/5,在華北、西北地區(qū)人均淡水量為全國平均水平的1/4。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和對電量需求不斷擴犬,大容量火力發(fā)電機組在不斷地發(fā)展,這將消耗人量的水資源。在相同容量下,空冷機組的耗水量僅是濕冷機組的1/3,因此采用空冷機組是我國西部缺水地區(qū)今后火力電站的主要發(fā)展方向。我們要針對直接空冷系統(tǒng)運行中的真空泄漏,管束積灰,嚴寒環(huán)境下的凍裂問題,尤其是環(huán)境氣溫、風速、風向對空冷島運行的影響進行分析,重點研究空冷島回流率與環(huán)境風速風向的關系。結合直
2、接空冷系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的各種問題,提出初步防治對策。指出通過合理的空冷散熱器結構設計,運行過程屮針對不同環(huán)境條件的科學風量調節(jié)等措施,可有效克服直接空冷系統(tǒng)運行中岀現(xiàn)的問題,從而提高機組安全經(jīng)濟運行水平。一、直接空冷系統(tǒng)運行問題分析1、真空泄漏直接空冷系統(tǒng)采用大直徑排汽管道,焊縫長,接口多,密封困難,容易出現(xiàn)真空泄漏問題。對這樣一個結構復雜、接口多的直接空冷系統(tǒng),很難保證不出現(xiàn)真空泄漏問題。2、嚴寒環(huán)境下的凍裂問題汽機的啟停過程中熱負荷變化緩慢,蒸汽流量低,凝結水在嚴寒低溫環(huán)境下可能出現(xiàn)結冰,使管道凍裂;空冷凝汽器內不凝性
3、氣體的聚集,會導致局部蒸汽流量減少,管壁溫度降低,從而使凝結水流過低溫壁面時發(fā)生結冰現(xiàn)象;多排管空冷散熱器,由于各排管束間換熱狀況的差異,可能出現(xiàn)壓力失衡,從而出現(xiàn)蒸汽回流,導致不凝汽的聚集,出現(xiàn)局部凝結水結冰。3、環(huán)境氣溫,風速、風向的影響由于直接以環(huán)境空氣做為汽輪機排汽的冷卻介質,因此環(huán)境氣溫,環(huán)境風速、風向會顯著影響直接空冷系統(tǒng)的運行特性。隨著環(huán)境氣溫的升高,空冷散熱器的進口空氣溫度就會相應升高,在排汽熱負荷保持不變的條件下,導致凝汽器冷凝溫度升高,排汽壓力增加,使機組運行經(jīng)濟性變差。另一方而,當空冷系統(tǒng)位于鍋爐的
4、下游,或者一個空冷島位于另一個空冷島的下游時,吹向下游空冷島的空氣溫度也會升高,出現(xiàn)凝汽器壓力升高的不利情況。此外,在環(huán)境風的作用卜?,空冷散熱器進口空氣流量也會減少,導致凝汽器內凝結溫度和凝汽器壓力升高,機組運行經(jīng)濟性變差。由于環(huán)境風的影響,導致空冷島進口空氣的溫度場和流場都發(fā)生了變化,在空冷島的上游,進口空氣流速明顯降低,冷卻空氣流量減少,使上游進口空氣溫度升高,因此處于上游的空冷散熱器的冷卻效果最差,凝汽器內冷卻溫度和排汽壓力最高。而下游空冷散熱器的冷卻效果相對較好,因此出現(xiàn)了空冷島不同位置處換熱狀況的差異,極易導
5、致凝汽器內壓力失衡,擊現(xiàn)蒸汽冋流和不凝汽的聚集現(xiàn)象,使空氣冷卻效果更加惡化,難以保證機組安全經(jīng)濟運行。二、直接空冷系統(tǒng)運行問題防治對策1、真空嚴密性對策采用更為合理的設計結構,使空冷散熱器連接部位更牢靠,焊縫更致密,保證運行過程屮不出現(xiàn)真空泄漏。同吋提高空冷島的安裝水平,避免空冷散熱器在運輸和安裝過程中受到損傷。此外,還要發(fā)展有效的大面積真空檢漏方法,能夠及時發(fā)現(xiàn)空冷島運行過程屮的真空泄漏問題。2、管束凍裂問題對策采用能抗凍的翅片管結構,如橢圓鋼管翅片結構。在空冷換熱器的管束布置上,針對不同的空冷系統(tǒng),通過優(yōu)化計算,選取
6、不同比例的順流和逆流面積布置方案,可有效排出不凝氣體,防止蒸汽冋流發(fā)生,從而抑制凝結水結冰;優(yōu)先采用單排管空冷換熱器結構,對多排管結構,需要進行合理的換熱而積配比,防止不凝性氣體的聚集。3、環(huán)境影響對策在所有影響直接空冷系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的因素屮,環(huán)境的影響最重要,也最直接。環(huán)境氣溫、環(huán)境風速、風向發(fā)生變化,會顯著影響凝汽器壓力,從而影響機組的正常運行。因此,需要針對環(huán)境對機組運行的影響規(guī)律,制定相應的防治對策。在溫度最高的夏季,為了保證機組止常運行,使凝汽器壓力維持在一個較低的水平,就需要提高環(huán)境空氣和汽輪機排汽之間的傳
7、熱能力,設法提高傳熱系數(shù)。而提高傳熱系數(shù)的最有效的方法就是提高冷卻空氣的流速,即提高空冷散熱器的迎風面風速。一般通過變頻風機的風量調節(jié),提高空冷散熱器的冷卻空氣流量,實現(xiàn)機組安全經(jīng)濟運行。同時,在環(huán)境風的影響下,空冷器進口空氣溫度也會升高,進口空氣流速降低,也需要通過變頻調速,增加冷卻空氣流量。不僅如此,環(huán)境風的作用還使進口空氣流場變得非常不均勻。處于上游的空冷散熱器,換熱狀況最差,尤其需要通過變頻風機增加上游空冷器的空氣流量,以抵消環(huán)境風速的最不利影響。而對處于下游的空冷散熱器,換熱狀況要優(yōu)于上游,但由于其進□空氣流量
8、在環(huán)境作用下仍然會降低,因此,下游也需要進行風機變頻調速運行。三、結論對直接空冷系統(tǒng)運行中的問題進行了分析,并提出了針對性的防治措施。%1對丁?空冷島真空泄漏、空冷散熱器管束積灰、管束凍裂問題,需耍通過合理的空冷散熱器結構設計,選用優(yōu)化的翅片管結構尺寸以及管排布置方式。建議空冷散熱器采用單排翅片管結構。%1環(huán)境變化會