冬季防冻实践.pptVIP

大型直接空冷机组凝汽器冬季防冻实践分析 简介 某厂一期工程安装的2×300 MW直接空冷发电机组，于2004年秋季相继投入商业运行，顺利经过了2004、2005年冬季的严寒考验，一直安全运行至今。二期工程计划安装2×600MW直接空冷机组。 本工程厂址所在地区属温热带大陆性季风气候，四季分明，气温与降雨在一年中变化较大，雨量在该地区分布也不均匀。 当地典型气象条件：多年平均气压：908.5Pa；多年平均气温：10.3℃；多年极端最高气温：36.1 ℃；多年极端最低气温：－22.9℃。 汽轮机主要技术规范： 铭牌出力(发电机出线端): 300 MW； 机组型式: 单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式； 额定参数：主汽门前蒸汽压力： 16.7 MPa； 主汽门前蒸汽温度： 537℃； 中联门前蒸汽温度： 537℃ ； 排汽压力： 15kPa； 最终给水温度： ≥270℃； 额定转速： 3000 r/min； 最大满发排汽压力： 34 kPa。 汽轮机排汽冷凝系统采用直接空冷系统：汽轮机的排汽通过大直径的管道进入布置于主厂房A列外的空冷凝汽器，采用变频轴流风机使冷空气流过空冷凝汽器，以使蒸汽得到冷凝，冷凝水经过处理后送回到锅炉给水系统。空冷凝汽器系统包括担负散热任务的空冷凝汽器和轴流风机等。 该系统应能满足各种条件下的工况（包括冬季、夏季、不同负荷、机组启停、旁路运行等）运行，在冬季低负荷运行以及机组在冬季 启停过程中要有可靠的防冻措施，保证空冷凝汽器管内不冻结。运行风机的调节要与环境气温、汽轮机排汽压力、凝结水温紧密结合，能够自动调节风机台数、转速等，以求达最佳工况。 抽真空系统由三台水环式真空泵组成。该系统用于将空冷凝汽器中不能凝结的气体抽出，以便保持系统的真空状态，机组运行过程中始终保证有一台真空泵运行。 　直接空冷系统在集中控制室进行控制。在集中控制室内的分散控制系统（DCS）中设独立的控制器对直接空冷系统进行监控。 空冷凝汽器是由大管径的三排椭圆翅片管管束、 蒸汽分配管、凝结水联箱、支撑管束的钢构架等组成，钢表面采用热浸镀锌处理。 风机采用轴流风机并配带支撑桥架、导风筒、防护网等，配套电机是立式防水型的，能适应厂址地区的自然环境。风机的调速方式采用变频调速，风机能在0％到110％转速间调速运行，顺、逆流单元的风机可切换至反转运行。 1. 直接空冷凝汽器的防冻方案 1.1 空冷凝汽器防冻的基本手段 空冷凝汽器运行和控制的三个任务：保持最佳的凝汽器压力、最小的风机电能消耗以及保护设备安全运行。而基本的调节手段主要有两种：空气流量控制与蒸汽流量控制。 所谓的蒸汽流量控制就是控制空冷凝汽器管内蒸汽的流量，保证管内流动的蒸汽足以加热凝汽器，空气流量控制就是控制流过空冷凝汽器胁片的空气流量。 蒸汽流量控制需要大型的蝶型切断阀，还需要处于真空条件下的排水阀、空气阀，另外这些阀门还需要正确的选择、安装和调试等。如果调整不当，阀门关闭不严会带来冻结的危险。加之本地区的最低气温相对较高，故经综合考虑对本机组未安装大型的蝶型切断阀。这样蒸汽流量控制只能用单元机组的其它手段来实现，如启动阶段用旁路系统，运行中利用升降负荷等措施。 本空冷凝汽器的防冻方案从设计结构及运行调节可分为：大椭圆形管束、与蒸汽分配管中心线等高的挡风墙、内部热风再循环、调频风机、K/D结构的凝汽器及详细的运行保护等方案。以下对其进行逐一讨论。 1.1.1椭圆形管束  本机组采用热浸锌椭圆管绕椭圆翅片三排错列管。 由于采用了椭圆管束，如果管束内发生了冻结，则椭圆形的管束就会向圆形胀去，从而减少了管束冻裂的可能性。在同样的迎风面尺寸下，三排管束外表面积比双排管及单排管都大，这在经济性上肯定是好的，但也存在其迎风面第一排管和第二排管、第三排管冷却热负荷不一致的情况，易发生冻结。 所以三排管束一般在气候较温暖的地区应用。如图1.所示：由于迎风的第一排管束的冷却负荷最大，其管内压降也较大，而出风侧的管束冷却最弱，其管内压降也最小。这样在压力差的作用下，蒸汽就会从出风侧管束倒流入迎风侧管束，并在此处聚集不凝结气体，在寒冷季节就有可能发生管束冻结。 为了避免此问题，迎风面的第一排管束在设计上采用较大的翅片间距，力图使各管排之间的热负荷一致，防止发生蒸汽倒流的工况。本厂的凝汽器管束的基本参数为：基管尺寸：72×20 mm；翅片尺寸：94×46.7 mm ；翅片间距： 5 mm