空冷凝汽器全工況運行特性分析(1)

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掌握火電站空冷凝汽器在各種工況下的運行特性，對于提高我國直接空冷機組的運行水平具有重要意義。以300MW直接空冷機組空冷凝汽器為例，分析了反映機組運行性能的汽輪機背壓的影響因素。針對軸流石家莊市風機全速和半速運行工況，計算得到了汽輪機背壓隨凝汽器凝結蒸汽量和進口空氣溫度的變化規律。結果表明：隨凝汽器凝結蒸汽量和進口空氣溫度的增加，汽輪機背壓增加；隨軸流石家莊市風機風速升高，汽輪機背壓降低．軸流石家莊市風機運行方式的調整，依賴于環境溫度和機組熱負荷的變化。對于冬季低溫運行的空冷凝汽器，為防止出現汽輪機背壓低于阻塞背壓和凝汽器管束凍裂，石家莊風機需減速運行。反之。在夏季高溫條件下運行的空冷凝汽器，為避免汽輪機背壓過高帶來的非正常停機和機組運行經濟性的下降，石家莊市風機需全速甚至超設計風量運行。關鍵詞：空冷凝汽器；汽輪機背壓；凝結蒸汽量；凝汽器防凍；軸流石家莊市風機；運行特性
水資源的日益匱乏，使直接空冷機組在世界富煤貧水地區得到了快速發展。直接空冷機組直接以環境空氣作為汽輪機排汽的冷卻介質，完全不同于水冷機組。由于空氣和水相比，熱容量小，導熱系數低，其冷卻能力遠遠低于水的冷卻能力，因此空冷凝汽器一般采用翅片管束結構，汽輪機排汽在管內進行凝結放熱，管外為翅片結構，冷卻空氣在軸流石家莊市風機作用下，流經管外翅片空間對管內蒸汽進行冷卻。空冷凝汽器的翅片管形式有矩形翅片橢圓管、橢圓翅片橢圓管、蛇形翅片扁平管等。
根據管束形式劃分，空冷凝汽器有單排管、雙排管和三排管形式。由于具有優良的抗凍和流動傳熱性能，現有大容量直接空冷機組多采用蛇形翅片單排扁平管束結構。冷端系統設計、運行的好壞，是通過汽輪機背壓直接反映的，因此汽輪機背壓是冷端系統的綜合指標，是整個空冷裝置運行優劣的集中體現，它的經濟性直接關系到整個機組的經濟性。研究空冷凝汽器全工況運行性能，掌握汽輪機背壓在各個不同工況下的變化規律，如不同的環境溫度、軸流石家莊市風機轉速、凝結蒸汽量、空冷凝汽器管內結垢、管外積灰、不凝性氣體含量等對汽輪機背壓的影響，對于保證直接空冷系統安全高效運行具有重要意義。而汽輪機背壓隨飽和蒸汽凝結量和環境溫度的變化關系，也是對空冷凝汽器進行性能考核的重要依據。楊立軍等對空冷凝汽器性能考核評價方法進行了研究，指出了僅僅考核空冷凝汽器凝結能力的不足，建議以傳熱系數保證值作為空冷凝汽器性能考核的補充指標。
任浩仁等論述了變工況下對火電機組進行能損診斷和性能分析時，各運行指標應達值確定的重要性和方法，指出該應達值需通過對運行方式、機組負荷、環境條件等因素的綜合計算和分析確定；嚴俊杰等剮在空冷凝汽器壓力變工況計算數學模型的基礎上，分析了直接空冷系統運行經濟性的影響因素；高玉忠對600 MW機組空冷凝汽器變工況計算進行了研究，繪制了空冷凝汽器特性曲線，分析了迎面風速、環境氣溫、凝汽器熱負荷對空冷凝汽器性能的影響；林立敖等¨馴從設計氣溫、初投資、煤價等多種因素考慮，通過技術經濟比較，得到了直接空冷機組優化的設計背壓。綜上所述，研究空冷凝汽器在各種工況下的運行特性，可以指導空冷島的設計、運行和性能考核。本文在深入分析空冷凝汽器傳熱模型的基礎上，以300MW直接空冷機組凝汽器為例，進行空冷凝汽器的全工況運行特性分析，為空冷凝汽器安全高效運行提供一定的參考。