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(fēng)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(jié)蒸汽量和進口空氣溫度的變化規(guī)律。結(jié)果表明：隨凝汽器凝結(jié)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(fēng)機風(fēng)速升高，汽輪機背壓降低．軸流石家莊市風(fēng)機運行方式的調(diào)整，依賴于環(huán)境溫度和機組熱負(fù)荷的變化。對于冬季低溫運行的空冷凝汽器，為防止出現(xiàn)汽輪機背壓低于阻塞背壓和凝汽器管束凍裂，石家莊風(fēng)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(jīng)濟性的下降，石家莊市風(fēng)機需全速甚至超設(shè)計風(fēng)量運行。關(guān)鍵詞：空冷凝汽器；汽輪機背壓；凝結(jié)蒸汽量；凝汽器防凍；軸流石家莊市風(fēng)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(qū)得到了快速發(fā)展。直接空冷機組直接以環(huán)境空氣作為汽輪機排汽的冷卻介質(zhì)，完全不同于水冷機組。由于空氣和水相比，熱容量小，導(dǎo)熱系數(shù)低，其冷卻能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水的冷卻能力，因此空冷凝汽器一般采用翅片管束結(jié)構(gòu)，汽輪機排汽在管內(nèi)進行凝結(jié)放熱，管外為翅片結(jié)構(gòu)，冷卻空氣在軸流石家莊市風(fēng)機作用下，流經(jīng)管外翅片空間對管內(nèi)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(jù)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(yōu)良的抗凍和流動傳熱性能，現(xiàn)有大容量直接空冷機組多采用蛇形翅片單排扁平管束結(jié)構(gòu)。冷端系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)的綜合指標(biāo)，是整個空冷裝置運行優(yōu)劣的集中體現(xiàn)，它的經(jīng)濟性直接關(guān)系到整個機組的經(jīng)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(guī)律，如不同的環(huán)境溫度、軸流石家莊市風(fēng)機轉(zhuǎn)速、凝結(jié)蒸汽量、空冷凝汽器管內(nèi)結(jié)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(tǒng)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(jié)量和環(huán)境溫度的變化關(guān)系，也是對空冷凝汽器進行性能考核的重要依據(jù)。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(jié)能力的不足，建議以傳熱系數(shù)保證值作為空冷凝汽器性能考核的補充指標(biāo)。
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(biāo)應(yīng)達(dá)值確定的重要性和方法，指出該應(yīng)達(dá)值需通過對運行方式、機組負(fù)荷、環(huán)境條件等因素的綜合計算和分析確定；嚴(yán)俊杰等剮在空冷凝汽器壓力變工況計算數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析了直接空冷系統(tǒng)運行經(jīng)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(fēng)速、環(huán)境氣溫、凝汽器熱負(fù)荷對空冷凝汽器性能的影響；林立敖等¨馴從設(shè)計氣溫、初投資、煤價等多種因素考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，得到了直接空冷機組優(yōu)化的設(shè)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(dǎo)空冷島的設(shè)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(chǔ)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。