（大唐甘谷发电厂 甘肃省天水市 742100）
摘要：直接空冷系统的运行管理贯彻“以安全为基础，以节能为主线，以降耗为目的”的原则。通过加强直接空冷系统的运行管理和日常维护，使空冷系统始终处于良好的工作状态，保持较高的换热效率，为空冷机组的安全、节能运行提供保障。
关键词：空冷机组安全；节能运行
前言
随着大容量的直接空冷发电机组的在西北地区的快速普及，如何保证空冷机组在安全、节能工况下长周期的稳定运行已经是一个摆在各个空冷发电厂面前的一个实际问题，甘谷发电厂通过半年多的运行积累、试验总结出了自己的一套运行经验。
一、系统简介
大唐甘谷发电厂技改工程2×300MW级燃煤发电机组于2007年12月底先后投产发电。进入商业运行。汽轮机为北京重型机械厂制造的NZK310——17.75／540／540型亚临界参数、中间一次再热、三缸、双排汽、单轴、直接空冷冷凝式汽轮机
甘谷发电厂汽轮机排汽冷凝系统采用的是斯必克斯（SPX）生产的直接空冷系统。汽轮机低压缸为双排汽结构，双侧低压缸合并为一个排汽口，在排汽口下设计有排汽装置，底部设计有凝结水箱，可接纳正常加热器疏水、高加事故疏水及机炉侧各项疏水。排汽主管道从排汽装置上接出，进入室外空冷凝汽器。排汽主管为一条直径 DN5532的焊接钢管，排汽主管水平穿过汽机房至A列柱外，从水平管上接出6条DN2620上升支管，上升至41.8m，水平与每组空冷凝汽器上连箱连接。在空冷系统的1、6街区分别设计有进汽电动蝶阀、凝结水回水电动蝶阀、抽真空电动蝶阀，在冬季环境温度较低、负荷较小时，可将1、6街区散热单元退出运行，提高机组运行的经济性。抽空气管接至每个冷却单元逆流空冷凝汽器的上部，运行中不断地将空冷凝汽器中的空气和不凝结气体抽出，保持系统真空。凝结水经空冷凝汽器下部的各单元凝结水管汇集至凝结水回水总管，接至凝结水箱。
二、冬季经济运行总结
空冷机组冬季是节能、经济运行的大好时机，应该抓住这段时间带高负荷大负荷。使空冷机组在较经济的环境中高效运行。原则上应使机组工作在接近阻塞背压运行。甘谷电厂的北重310MW空冷机组未级叶片长648mm，阻塞背压为7.2kpa。我们在集控室安装了一块大气压力表时时根据当天的大气压力进行适当的调整。但冬季低背压运行也存在问题、就是空冷系统的防冻问题。如不注意可能会造成空冷系统的冻结，影响机组安全、节能运行。在防冻方面要做好以下工作：
1．提高背压设定点：
在当地大气温度降至－20°C以下时，当空冷投运列中（包括无蒸汽阀及蒸汽阀已打开的列），如果有半数以上凝结水温度低于25°C，汽机背压设定点需增加3 kPa；如果30分钟后仍有半数以上冷凝水温度保持低值，背压设定点需再增加3 kPa。环境温度高于3°C持续5分钟；或者在改变背压设定点后1小时，如果所有冷凝水温度高于30°C，背压设定点将降低3 kPa；1小时后如果所有冷凝水温度还是高于30°C，可以再次降低设定点。
2．逆流风机减速
在防冻保护启动后，从第1列到第6列，逆流风机将循环减速15Hz 5分钟（如果降速前逆流风机转速低于30Hz，逆流风机将停机）；相邻两列逆流风机减速间的间隔为5分钟。
3．逆流风机反转
在环境温度低于-10°C和控制步序在第0步（所有风机停止和1、6列隔离阀关闭）时，如果运行中的一列（列2，3，4，5）中，抽空气温度低于5°C，该列逆流管束的风机以20 Hz的速度反转，直到抽取空气温度达到30°C。
如果此时由于背压增加，需要增加步序，则反转的风机应被停止，在延迟1分钟后，方可进入正常操作模式。
4．停止一六街
当启停机及低负荷过程中，环境温度低于-5°C时，应将一、六街停止，将进汽门关闭。空气门及凝结水门开启。
5．加大进汽量
在启机初期要使空冷岛的进汽量快速加大，低旁开度初期尽量加大。在排汽温度与凝结水温度在2°C-3°C以内时再启动风机运行。
三、夏季空冷经济运行
到了夏季空冷机组由于受大气温度的影响，对机组的经济性产生了极大的影响。从观察来看大气温度每升高1℃，真空要降低1kpa左右（风机频率已经达到50hz时测试）。也就是真空度要降低1.1%左右。
从以上表中可以看出当大气温度达到30℃时，负荷达到290MW时真空达到了56.3kpa，风机电机线圈温度达到了121℃，我厂电机为F级绝缘等级（最高155℃），一般按B级（最高135℃）考虑运行。为了电机寿命及运行安全余量的考虑，我们现将电机温度控制在125℃以下运行，当电机温度高于此值时，适当降低风机频率。从运行经验来说，大气温度在29℃以下时不用考虑温升较大的影响。运行在55hz电机温度能控制在120℃以下长期运行。
从今年的大气温度监视来看，七、八月份是全年的最高温度月份，此二个月应该与调度协调减小机组负荷率或者尽量将检修工作安排在此二个月内进行。并相应调整每天的负荷曲线。如下表每天的大气温度最高点在15点到17点，高负荷要尽量避开此时间段。而在夜间到白天的11点是带负荷的最好时间。要充分利用好这段时间，提高机组的热效率，降低煤耗。
四、提高空冷岛的工作效率
利用每次停机的机会对空冷散热器进行高压水冲洗、也可根据空冷散热器表面的脏污程度合理设定冲洗时间和次数。一般可参考迎风面风速确定，当迎面风速下降到额定值的60－70%时，应安排进行冲洗。对空冷岛下部进行水泥平整、硬化、空冷岛周围进行绿化以减少空冷岛的污染、在夏季夜间将空冷岛的照明关闭，以减少小飞虫粘在散热片上的机会。提高空冷散热器的效率，直接空冷机组夏季背压高、经济性差，应尽量将机组检修安排在夏季、夏季应与调度协调带低的负荷率。冬季背压低、经济性好，应保证高的负荷率。减少进入空冷排汽装置的疏水漏量、利用停机机会去掉低旁暧管小旁路，保证低旁阀门关闭严密，保证低加疏水泵的正常长久运行，减小空冷岛的热负荷。定期检查空冷岛的隔离门关闭正常、挡风墙是否有漏风现象、在设计时充分考虑减少定排、连排、除氧器排氧门等的乏汽被抽入空冷风机的可能性。加强对空冷风机减速系统、变频系统的维护提高其可靠性。定期严格做真空系统严密性试验，不合格时及时查漏。
五、真空系统真空严密性
空冷机组真空严密性不合格时，应及时对空冷岛和厂房内有关设备进行查漏。空冷岛查漏进，首先对凝结水下降管，排汽管道的膨胀结处、低压缸喉部膨胀节等处的焊缝进行检查。二是利用停机的机会对空冷系统进行隔离进行打压查漏。三是在运行中积极发现不合理的参数进行分析，如某一街的空气管温度过低等。
六、空冷系统的最佳真空的确定
冷机组的空冷系统的耗电占全厂厂用电的0.8%左右，为了降低此空冷厂用电，在不同大气温度，负荷下制定的不同的变频调整转速
附表：北重ZK310-17.75/540/540型，直接空冷凝汽式汽轮机背压修正曲线
我厂阻塞背压为7.2kpa，也就是真空不高于80.2kpa（当地年平均大气压为87.4kpa），正常工况下不应高于此值.在此阻塞背压基础下，调整真空时，冬季以防冻为第一调整要点.以空冷岛各街空气管温度不小于15℃为准.根据北重厂家提供的数据：以额定背压为起点，背压每降低1kpa时，也就是真空度提高1.14%时，功率增加0.26%左右，以我们日平均负荷280MW算，也就是增加0.72MW/h.
但提高风机转速也就是增大了风机的耗电量、增大了厂用电.如何计算变频前后它的耗电量.一般根据风机类平方转矩负载关系式：P / P0=（n / n0）3计算，式中为P0额定转速n0时的功率；P为转速n时的功率。以一台空冷132 kW风机为例。运行工况仍以 24小时连续运行，p/132=（35/55）3 我们按从35Hz升到55Hz算，就可以算出35Hz时的功率大致为34kw，也就是说一台风机提高频率后（提到55Hz）功率多用了132-34=98kw，而一台机有24台风机多用电量就是24*98=2352kw 与先前背压降低而提高的功率来看，也就是说，如果把风机频率加到55Hz，（按加之前是35Hz）如果真空提高大于3.27kpa以上，才是经济的，否则就是不经济的，达不到节能降耗作用.
因甘谷电厂技改工程同时配备了先一公司的SIS系统，我们利用SIS系统的参数与DCS参数同步的优点；积极进行小指标竞赛，激励大家对真空的调整。让运行人员实时的调整在最佳真空状况下运行！
参考文献：
[1] ZK310-17.75/540/540型直接空冷凝汽式汽轮机热力特性书
[2] 直接空冷汽轮机及其热力系统 邱丽霞等 中国电力出版
论文作者:王军生
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：风机论文; 机组论文; 温度论文; 系统论文; 真空论文; 负荷论文; 疏水论文; 《电力设备》2017年第26期论文;