空冷凝汽器全工况运行特性分析(1)

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掌握火电站空冷凝汽器在各种工况下的运行特性，对于提高我国直接空冷机组的运行水平具有重要意义。以300MW直接空冷机组空冷凝汽器为例，分析了反映机组运行性能的汽轮机背压的影响因素。针对轴流石家庄市风机全速和半速运行工况，计算得到了汽轮机背压随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的变化规律。结果表明：随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的增加，汽轮机背压增加；随轴流石家庄市风机风速升高，汽轮机背压降低．轴流石家庄市风机运行方式的调整，依赖于环境温度和机组热负荷的变化。对于冬季低温运行的空冷凝汽器，为防止出现汽轮机背压低于阻塞背压和凝汽器管束冻裂，石家庄风机需减速运行。反之。在夏季高温条件下运行的空冷凝汽器，为避免汽轮机背压过高带来的非正常停机和机组运行经济性的下降，石家庄市风机需全速甚至超设计风量运行。关键词：空冷凝汽器；汽轮机背压；凝结蒸汽量；凝汽器防冻；轴流石家庄市风机；运行特性
水资源的日益匮乏，使直接空冷机组在世界富煤贫水地区得到了快速发展。直接空冷机组直接以环境空气作为汽轮机排汽的冷却介质，完全不同于水冷机组。由于空气和水相比，热容量小，导热系数低，其冷却能力远远低于水的冷却能力，因此空冷凝汽器一般采用翅片管束结构，汽轮机排汽在管内进行凝结放热，管外为翅片结构，冷却空气在轴流石家庄市风机作用下，流经管外翅片空间对管内蒸汽进行冷却。空冷凝汽器的翅片管形式有矩形翅片椭圆管、椭圆翅片椭圆管、蛇形翅片扁平管等。
根据管束形式划分，空冷凝汽器有单排管、双排管和三排管形式。由于具有优良的抗冻和流动传热性能，现有大容量直接空冷机组多采用蛇形翅片单排扁平管束结构。冷端系统设计、运行的好坏，是通过汽轮机背压直接反映的，因此汽轮机背压是冷端系统的综合指标，是整个空冷装置运行优劣的集中体现，它的经济性直接关系到整个机组的经济性。研究空冷凝汽器全工况运行性能，掌握汽轮机背压在各个不同工况下的变化规律，如不同的环境温度、轴流石家庄市风机转速、凝结蒸汽量、空冷凝汽器管内结垢、管外积灰、不凝性气体含量等对汽轮机背压的影响，对于保证直接空冷系统安全高效运行具有重要意义。而汽轮机背压随饱和蒸汽凝结量和环境温度的变化关系，也是对空冷凝汽器进行性能考核的重要依据。杨立军等对空冷凝汽器性能考核评价方法进行了研究，指出了仅仅考核空冷凝汽器凝结能力的不足，建议以传热系数保证值作为空冷凝汽器性能考核的补充指标。
任浩仁等论述了变工况下对火电机组进行能损诊断和性能分析时，各运行指标应达值确定的重要性和方法，指出该应达值需通过对运行方式、机组负荷、环境条件等因素的综合计算和分析确定；严俊杰等剐在空冷凝汽器压力变工况计算数学模型的基础上，分析了直接空冷系统运行经济性的影响因素；高玉忠对600 MW机组空冷凝汽器变工况计算进行了研究，绘制了空冷凝汽器特性曲线，分析了迎面风速、环境气温、凝汽器热负荷对空冷凝汽器性能的影响；林立敖等¨驯从设计气温、初投资、煤价等多种因素考虑，通过技术经济比较，得到了直接空冷机组优化的设计背压。综上所述，研究空冷凝汽器在各种工况下的运行特性，可以指导空冷岛的设计、运行和性能考核。本文在深入分析空冷凝汽器传热模型的基础上，以300MW直接空冷机组凝汽器为例，进行空冷凝汽器的全工况运行特性分析，为空冷凝汽器安全高效运行提供一定的参考。