摘要：在我国北方因采用空冷机组可以大幅度降低发电耗水量，节水效果显著，而间接空冷采用表面式凝汽原理，类似于湿冷机组，更能节约厂用电，设备少，汽机运行背压低，煤耗低的特点，又因为国内厂家攻克设计和制造难题，所以近几年间接空冷技术在火电厂开始广泛采用。但空冷间接空冷机组在高寒、酷暑、大风等极端天气下的运行危险点众多，安全稳定运行受到极大挑战，控制不好会造成间冷散热器冻结、机组跳闸等运行事故及设备损坏，本文对间接空冷机组在极端天气下能够稳定运行的控制方法与措施进行了论述。
关键词：极端天气；极寒极热；稳定运行；
前言
我国新疆准东五彩湾地区煤炭蕴藏丰富，但面临非常严峻的水资源短缺问题，传统的湿冷火力发电机组已不能适应该地区节水和可持续发展要求。空冷火力发电机组以其节水和环保优势已成为该地区电厂建设的主流，该地区位于天山山脉东段北麓，准噶尔盆地东南缘，厂址为戈壁荒地，地貌成因类型为戈壁滩平原，属温带大陆性干旱气候，其特征是冬季寒冷，夏季炎热（最低汽温-41.1℃，极端最热汽温41.6℃），降水量少（年均降水量只有183.1mm，年均蒸发量却达到2129.3mm），春、夏季多风（最大风速达到28 m/s以上），年平均气温7.1℃，典型的富煤贫水地区，非常适合建设间接空冷机组。采用间接空冷系统的机组即要保证夏季严热天气的机组稳定运行，又要解决问题是冬季散热器翅片管束的防冻问题，其次一年中部分时间段要解决夏季炎热及大风给机组带来的不稳定运行，通过近两年的时间对该地区已投产电厂的间接空冷机组的运行实践调研学习总结出一套较为成熟的运行控制方式，为我公司两台660MW火电机组在五彩湾地区建设大型间接空冷机组，和保证稳定运行总结出一套较为成熟的运行控制方法和措施。
1间接空冷机组简介
五彩湾地区某电厂两台机组为350MW超临界间接空冷燃煤发电机组，汽轮机为超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、间接空冷汽轮机。空冷系统采用表凝式间接空冷系统，采用一机一塔形式配置。汽轮机排汽与汽动给水泵的小机排汽统一进入表面式凝汽器水侧，通过金属钢管进行表面换热，由循环水进行凝结，循环水受热后经循环水泵升压进入自然通风间冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，冷却后的循环水再返回表面式凝汽器去冷却大、小汽轮机排汽，间接空冷的冷却水系构成了一个闭式循环。
2间接空冷系统极寒天气下的防冻
2.1系统投运过程中的防冻
2.1.1冬季循环水系统投运前应检查间冷设备各阀门开关灵活，各扇区程控充、泄水试验正常，各扇区百叶窗开关灵活、关闭严密，地下储水箱液位正常。
2.1.2循泵启动前应确认所有扇区进、回水门在关闭位，紧急泄水阀在开启位，进水门后及回水门前放水手动阀在开启位，冷、热水母管放水蝶阀在关闭位，各扇区小流量防冻管道手动门开启，检查地下储水箱各排气口畅通，膨胀水箱高位溢流阀在关闭位，检查#3、#4扇区旁路阀开启。循环水泵启动后应尽快冲转小机，对循环水系统进行加热。
2.1.3通过对两台机组多次实践证明冬季工况下，为达到扇区充水阶段间冷管束防冻要求，环境温度在-16℃以上时，循环水温达40℃以上方可对扇区充水；环境温度在-16℃以下时，扇区充水要求循环水温达50℃较为合适。
2.1.4正常情况下冬季应采用扇区程控充水，观察排空立管有正常气水排出，否则应立即对扇区泄水，查明原因后方可重新充水。
2.2冬季运行中的扇区防冻
2.2.1环境温度低于2℃（以夜间最低温度为准），间冷系统处于冬季模式，使运行扇区进回水压差达到60-70kPa，以保证循环水流速，有利于防冻。
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2.2.2正常运行中应监视排空立管液位不低于9m、扇区进回水压差＞50kPa、百叶窗开度不大于30%，各扇区回水温度按以下标准控制：
环境温度0～-10℃时，保持扇区出水温度不低于30℃；
环境温度-11～-20℃时，保持扇区出水温度不低于34℃；
环境温度-21～-30℃时，保持扇区出水温度不低于38℃；
环境温度低于-31℃时，保持扇区出水温度不低于40℃；
2.2.3如遇环境温度大幅下降（特别是环境温度在-10℃以下时，下降5℃以上），或机组负荷大幅下降超过50MW后，应及时调整百叶窗层操控制各运行扇区出水温度在规定范围，如确认部分管束温度降至0℃以下，及时将该扇区进行解列泄水，隔离该冷却住后再将该扇区投运。
2.2.4降雪及大雾天气应检查塔内百叶窗操作机构处无积雪，发现扇区百叶窗有挂霜现象,应通过活动百叶窗予以消除，但百叶窗活动幅度不能超过30%。
3夏季极热情况下的运行
五彩湾地区气象记录最高环境温度41.6℃，实测环境最高温度44.93℃，该温度下控制机组背压在30kPa以下，是带不满负荷的（间冷设备厂家制造时出于对综合成本考虑，一年中均允许有145小时不能满出力运行，这也是系统优化设计所需要）。为使机组安全渡过夏季炎热天气，特制定以下措施：
3.1入夏前的准备
3.1.1对间冷每个扇区进行彻底消缺保证各扇段能及时投运。
3.1.2根据情况投入扇区清洗装置，除去各冷却三角脏污。
3.1.3主机三台循环水泵均能正常运行或可靠备用
3.2高温天气下机组的运行
3.2.1每班核对一次远方和就地百叶窗的开度，发现各冷却三角百叶窗因机械连接销子脱落造成部分或全部关闭，及时联系维护处理。
3.2.2机组在运行期间，监视凝汽器背压不超过30kPa，当机组背压高于30kPa，应通过降低机组负荷等措施使机组背压恢复到30kPa以下；
4 机组大风天气下的运行
五彩湾地区春、秋两季多风，实测最大风速达到28 m/s以上，自然风速过大时，空冷塔两侧散热器空气静压力降低，进入的空气量减少，换热效果降低；空冷塔后部产生涡流，散热器出水温度升高；为使机组稳定运行，需留出一定的真空余量对付大风带来的波动，针对大风天气制定以下控制措施：
4.1每日接班前了解当日风力与风向，做好相关事故预想，防止由于大风造成背压升高或摆动导致机组真空波动；
4.2大风天气应加强对空冷扇区百叶窗外部的巡检，发现杂物堵塞百叶窗及时清理，必要时联系维护人员进行清理，防止百叶窗堵塞造成间冷扇区换热效果不良。
4.3夏季应投运全部扇区运行，禁止退出迎风面扇区或全关其百叶窗运行。
5 结束语
目前该地区已经投运的间接空冷机组较少，特别是660MW间接空冷火电机组没有投运项目，所以像660MW等级这样的大型火电机组在防高寒、酷热、大风运行经验在国内也比较少，通过对已经投运的350MW火电机组的学习与总结，为660MW大型火电间冷机组极端天气下的经济运行和安全运行方面的经验积累很有必要。对该电厂对两台机组极端天气下的机组运行过程中进行不断完善、优化调整。实践证明，五彩湾地区适宜建设间接空冷机组，只要加强间冷系统的运行操作、调整和维护，不断总结先进的控制措施，完全能够使处在该地区间冷机组在极端天气下稳定运行。
参考文献：
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〔2〕马占芳 间接空冷系统运行和控制 北京国电华北电力工程公司 2010
〔3〕魏 江 660MW机组间接空冷系统运行优化 中国大唐科学技术研究院有限公司
〔4〕杨志军 极端气候环境下间接空冷机组的运行控制 神华神东电力 2014
〔5〕赵顺安 自然通风间接空冷塔优化布置的数值模拟研究 水动力学研究与进展 2013
论文作者:吴承刚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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