摘要：通过对西宁发电分公司660MW表凝式间接空冷机组投产以来运行情况的分析，阐述了空冷系统的主要技术参数，应用火电厂间冷循环水系统节能技术及电厂实际运行经验，帮助处理高海拔地区火电厂间冷循环水系统存在的能耗较高的问题，结合火电行业间冷循环水系统的耗电率数据分析以及机组凝汽器真空的数据分析，应用优化改善之后的节能方式，有助于为高海拔地区运用同类型间冷循环水系统的火电厂每年节约1400万余元左右的运行成本。
关键词：高海拔地区；间冷循环水系统；节能降耗
1概述
西宁发电分公司2×660MW汽轮机组为哈尔滨汽轮机厂生产的超超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、间接空冷凝汽式汽轮机。凝汽器冷却方式采用表面式间接空冷系统。两台机组分别于2015年12月30日和2016年3月09日投入商业运行。
西宁发电分公司表凝式间接空冷系统的特点是：（1）采用自然通风冷却塔；（2）间冷塔冷却三角散热器采用哈尔滨空调股份有限公司生产的铝制翅片散热器，垂直布置在间冷塔的周围；（3）采用表面式凝汽器；（4）循环水和锅炉给水为两个独立的系统，水质分别控制；（5）系统简化，操作方便。由于系统相对简单，操作和维护量小，没有噪音污染，更符合建立节能社会的要求，越来越得到普遍认可和应用。
2间冷循环水系统的主要技术参数
1）现场条件
间冷塔0米层海拔：2474.1m
多年极端最高温度：+33.4℃
多年极端最低温度：-31.7℃
多年年平均大气压力：737.7hPa
多年平均相对湿度：61%
2）表面式凝汽器
总有效面积：38000㎡
设计背压：冬季10.5KPa，夏季25KPa
机组阻塞背压：5.3KPa
流程数：单流程
凝汽器体数量：双壳体
设计循环水流量：62535m³/h
3）间接空冷塔系统
冷却塔高度：164.68m
喉部平均直径：84.32m
扇区数量：10个
冷却三角数量：178个
散热面积：1572772㎡
4）循环水系统
循环水泵数量：3台
循环水泵电机额定功率：1900kW
循环水泵变频器配备方式：A、B循环水泵配一台变频器，一拖二方式
电压等级：10kV
额定转速：497转/分钟
水质：除盐水
3间冷循环水系统运行情况说明
西宁发电分公司间冷循环水系统设计运行方式为：循环水泵两台运行，一台备用，其中一台循环水泵为变频运行方式。
间接塔循环水出口温度通过间冷塔各扇区冷却三角百叶窗开度调节，通过温度控制功能组来实现这一功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆温度控制功能组有两种不同的运行模式：夏季运行模式、冬季运行模式。当环境温度大于等于2℃时，定义为夏季运行模式，环境温度小于2℃时，定义为冬季运行模式。按设计要求为做好间冷塔冷却三角散热器防冻，间接塔循环水出口温度最低保证值为33℃，间冷塔各扇区冷却三角百叶窗调节循环水温度范围在33℃以上。
4间冷循环水系统运行中存在的问题
西宁发电分公司两台机组自投产以后，在设计运行方式下发现，该种运行方式循环水泵耗电率偏大，循环水泵耗电率在0.68%以上，凝汽器背压年平均值在13KPa左右，没有达到最佳背压运行工况，设计运行方式虽能保证间冷循环水系统运行中的安全，但在经济运行方面有潜力可挖掘。
5间冷循环水系统节能降耗优化方案
在间冷循环水系统节能降耗优化过程中，进行了不同工况下的各种试验，分别进行：严冬季节不同环境温度下，不同环境风速、不同的进塔水温与出口水温关系试验，百叶窗的不同开度对循环水温的影响试验，不同环境温度下风速对扇区出水温度影响的试验。通过长期的试验表明表明：环境温度对散热器结冻的影响比改变进塔水温的影响大的多，循环水入口温度降低对散热片结冻的影响较小，冬季运行时，投入7—8组扇区并运行一台循环水泵更为合理，而且各个百叶窗的开度均衡地控制在30%以下，寒冷天气机组按照经济背压组织运行，正常情况不会发生间冷结冻事件。
依据试验结果，对间冷循环水系统重新指定运行方式措施，主要措施有：
①将间冷循环水系统冬季模式设定温度由2℃修订为0℃，延长夏季运行模式工况区间，最大限度发挥间冷塔冷却三角换热效率。②将冬季间冷塔各扇区循环水出水温度设计值由33℃修订为26℃，在环境温度处于0℃以下（冬季模式）时，投入间冷塔各扇区冷却三角自动，保持扇区出水温度稳定在26℃运行。③在环境温度达到0℃以上（夏季运行模式）时，间冷循环水泵由两台运行修订为一台变频循环水泵运行，并根据机组负荷接带情况对循环水泵频率进行调整，在机组负荷在330MW—660MW区间，循环水泵频率保持在50%至100%，同时将间冷塔10组扇区全部投入，百叶窗由自动切至手动，保持百叶窗全开，最大限度利用间冷塔散热器进行散热，这样在保证机组背压的情况下，又能最大限度降低循环水泵耗电率。④在环境温度在0—-10℃（冬季运行模式）区间时，间冷循环水泵由两台运行修订为一台变频循环水泵运行，将变频循环水泵频率调整至100%，同时投入间冷塔8组扇区运行，将扇区百叶窗由手动切至自动，并将扇区出水温度设定值设定为26℃。该种运行方式在保证机组背压、循环水泵耗电率下降的情况下又能做到间冷塔冷却三角散热器不结冻。⑤在环境温度在-10℃（冬季运行模式）以下时，间冷循环水泵保持一工频、一变频运行，并将变频循环水泵频率保持在50%，间冷塔扇区投入7组运行，同时将扇区百叶窗由手动切至自动，并将扇区出水温度设定值设定为26℃。此种运行方式在保证严冬季节间冷塔冷却三角散热器不结冻的情况下机组背压、循环水泵耗电率又能达到最佳水平。
6节能优化技术实施后效益分析
西宁发电分公司间冷循环水系统节能优化技术实施后取得的主要效益分为以下几点：
①应用节能优化技术之后，循环水泵全年绝大多数时间由往常的两台运行变为一台运行，循环水泵耗电率由往常的年平均0.68%降低至0.56%，影响机组煤耗降低0.45g/kwh，按照全年5500利用小时，标煤价格每吨580元计算，全年实现降低成本189.486万元；②对间冷塔各扇区采用优化技术后，机组背压由往年的平均13KPa降低至10.2KPa，影响煤耗降低2.98g/kwh，按照全年5500利用小时，标煤价格每吨580元计算，全年实现降低成本1254.82万元；③循环水泵运行由往年的两台运行变为一台运行后，循环水泵设备损耗减少，设备寿命延长，检修时间周期变长，这也降低了日常设备维护检修保养费用。
7结论
间冷循环水系统的节能降耗优化是一项长期摸索的工作，这也是汽轮机冷端优化治理的核心内容，除了一些显而易见较容易解决的问题外，一些深层次的节能降耗潜力需要在日常的运行中进行点滴积累，同时由于间冷塔扇区冷却三角容易结冻的特性，在日常的节能降耗工作中需要达到经济与安全的平衡，另外由于西宁发电分公司厂区所处高海拔地区地理位置的特殊性，对间冷循环水系统的节能降耗也是一种根据自身特殊情况的摸索，在摸索中总结出的一些经验对电厂产生了一定经济效益，同时这些经验也值得在同类型间冷火电机组中推广。
参考文献
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论文作者:文壮选
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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