基于直接空冷机组夏季背压降低措施探讨

韩亚悦

华能呼伦贝尔满洲里达赉湖热电有限公司 内蒙古满洲里 021406

[摘要] 由于夏季运行工况正处于电网迎峰度夏高负荷运行时期，因此机组在夏季必然会出现较长时间大负荷高背压限负荷运行工况。本文介绍了直接空冷系统的概述，分析了直接空冷机组夏季背压高的主要成因，探讨了直接空冷机组夏季背压降低措施。

[关键词]直接空冷机组；夏季背压；主要成因；降低措施

夏季大负荷运行期间可能会出现由于环境温度高，空冷风机变频器已经达到设计最大出力，从而机组的背压很难满足预期要求的情形。同时，若机组背压维持过高，其凝结水温度相应升高，导致凝结水泵运行环境恶劣，运行中极易发生汽化，而且还会导致化学精处理过滤器树脂失效，锅炉补给水水质恶化，严重影响机组的安全运行。

1、直接空冷系统的概述     直接空冷系统是汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器的外表面，将排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统。直接空冷系统是由锅炉、过热器、汽轮机、空冷凝汽器、凝结水泵、凝结水精处理装置、凝结水升压泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、汽轮机排汽管道、轴流冷却风机、立式电、凝结水箱、除铁器、发电机等组成，是将汽轮机的整体排气通过排气的管道输送到室外所布置的冷凝器中，通过轴流冷却风机将空气进行引导，使得空气流过散热器的外表面，然后将排气冷却成水之后再送回汽轮机的回热系统。真空抽气系统是直接空冷系统的关键，通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器和水环真空泵。

2、直接空冷机组夏季背压高的主要成因

2.1轴流机入口处风力温度因素。在实验地区的气候，夏季常年高温37-42℃，机组的饱发温度为37℃，而由于直接空冷机组在运行中以空气作为冷却的中间物质，因此，机组的背压会明显地受到自然环境的自然风温度影响，这种影响，随着自然环境天气温度的不断提高，进口处的自然风温度温度升高，在排气处的温度基本恒定不变的情况下，由于很难散热，热量基本堆积在机器内，于是导致了直接空冷机组内背压提升，影响机组运行，大幅抑制了机组的发挥功效。

2.2散热板极易堆积灰尘的因素。目前，大多生产厂家所在地必然不能是在市区内，为了保护环境和市容美化，基本上所有的生产厂家都处于郊区以及环境较差的地方，这就造成了郊区地区大量生产厂区堆积，环境恶劣，再加上必然会有许多大型运货车的来来往往，极易造成尾气集中排放，导致当地气候恶劣，空气质量极差。然而，直接空冷机组基本属于露天布置，散热片之间间距又小，再加上在夏季极易引起热风倒灌，空气中的细小灰尘颗粒就被带到了散热片间堆积下来，日积月累让灰尘越堆越多，就大大影响了直接空冷机组的散热效果，导致机组背压升高。经过调查研究，保持环境温度湿度风速不变，由堆积灰尘造成的机组背压升高最多可以导致背压升高9或10kPa。 2.3环境参数因素。空冷凝汽器露天布置在汽轮机房旁，与外界环境直接接触，因此受环境风温、风速及风向的影响较大。研究表明，当环境风速大于7m/s时，散热翅片上扩散出去的热空气被突然压回，空冷凝汽器被包围在热空气中，出现强烈的热风回流，同时在迎风面第1排甚至第2排会出现“倒灌”现象。在7～25m/s之间时，随着风速增加，换热效果急剧恶化，导致空冷散热器真空度降低。尤其是夏季，高环境温度以及热风回流和“倒灌”现象的共同作用使得汽轮机背压大幅升高，以致机组不得不降负荷运行，严重时甚至会造成因低真空保护动作而使汽轮机组跳闸。 3、直接空冷机组夏季背压降低措施 3.1科学冲洗直接空冷机组空冷换热器。①冲洗空冷换热器的脏污。脏污是由于热交换表面污染而使凝汽器的性能降低，在蒸汽侧凝汽器的脏污可以忽略，通常污染层堆积在外表面上，对传热效果影响非常小。然而，在翅片管进口处空气侧断面上形成的污染层，使通流面积变小，使空气侧产生了较高的压力损失，从而导致空气流量的下降，最终使汽轮机背压升高。脏污物有粉尘、枯树叶、柳絮、塑料袋、废纸片、飞蛾尸体等，其中主要为粉尘，并且因各地周边环境不同各有增减。②高压水冲洗。高压水冲洗是使用空冷岛冲洗设备，水源采用除盐水防止散热片结垢，风机在运行中或停止时都可以进行，由外向内冲洗，地面水压8Mpa左右，对每台风机进行认真冲洗一遍，冲洗将表面浮灰、沉积物清除，通过以上方法清洗之后我厂机组背压平均降低2kpa。③一般在春夏之交时、机组计划性检修时、发现机组严重带不满负荷时，必须经常使用高压水进行换热器冲洗，并安装换热器出口空气温度测点，引入换热器效率判断脏污法。

3.2保持直接空冷机组内轴风机超频率工作状态。在轴风机入口处的风力以及空气温度恒定不变的时候，如果风量变大，机组的背压会显著降低，如果风量降低，机组的背压就会显著提高。冷却风的使用对降低直接空冷机组背压有明显的效果，当风量在30m/s的时候，机组的背压降低至30kPa，有利于机组运行的效率。轴风机对于直接空冷机组来说，更类似于一个大型电风扇，带动了空气流动，并降低了直接空冷机组所处的空气环境的温度。当轴风机投入运行，并以55Hz运转时，冷却风量增大，多出了约2600的风量，此时我厂机组背压降低了4kPa。

3.3合理加装直接空冷机组喷淋装置。机组直接空冷系统加装喷淋系统以改善空冷运行环境，保正机组安全度夏。通过加装喷淋装置，空冷凝汽器喷淋降温系统利用专用喷嘴将雾化除盐水流喷入管束下方，从而提高空气湿度降低空气温度，再由空冷风机将冷却的空气送入管束，进而快速降低管束表面温度。

3.4运用喷雾来对直接空冷机组进行增湿。利用增湿喷雾对直接空冷机组的部分进行增湿，能有效地降低机组内的温度，进而降低直接空冷机组背压。所谓的增湿喷雾的工作程序，其实就是让高压水通过增湿喷雾的喷口处，并被处理细化成雾状水，之后进行大范围大面积的直接空冷机组部分增湿，同时，因为雾化喷雾在直接空冷机组部分上的增湿，也可以吸引空气中的水分子进行依附，进一步使机组背压降低，提高机组运行效率，从而有效避免机组超负荷运转，延长了机组的寿命。喷雾式增湿器在投入整个直接空冷机组运行使用过程后，对我厂机组运行时空气的温度及湿度条件进行改善，背压降低了5kPa。

3.5及时清理直接空冷机组散热板积灰。①工业型清洗。利用高压水泵来对散热板清洗、配合不锈钢管道组成清洗系统、用可以移动的带喷嘴的清洗工具清洗以及通过导轨、软管、吊架、阀门等零部件组合而成的清洗工具等，从而显著降低直接空冷机组的背压。②计算并优化组合清洗系统。为了能够获得最为精确最接近最优结果的实验数据，当清洗系统将凝气器温度降低至66℃时，直接空冷机组背压降至合适的值，此时，经济效果和直接空冷机组运转功率成最优组合。当高压水清洗结构系统进行配合使用的时候，对我厂直接空冷机组的背压降低有高达7kPa的背压。 4、结束语 

夏季环境温度较高时，环境风场对直接空冷机组的背压影响相当敏感，在夏季大负荷期间，机组背压的控制应该提前予以准备，背压一旦达到极限值，则应限制机组负荷，以留出富裕量，防止背压保护动作。喷淋装置和冲洗装置应及时投运，定期检查散热片脏污程度，一旦发现翅片外部附属物过多，应及时采取行之有效的措施，加强清洗工作，有效解决空冷机组夏季出力受阻的问题，从而保证机组长周期建康运行。

参考文献

[1]赵斌，祁杰.直接空冷机组高背压供热改造[J].科技风，2017（06） [2]王昕.600MW亚临界直接空冷机组空冷系统运行技术研究[J].建筑工程技术与设计， 2018(33)

作者简介

韩亚悦，男，汉族，本科学历，1987年出生，助理工程师，现从事发电厂集控运行工作。

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