空冷机组冬季空冷岛防冻与背压优化技术方案北京中电北方公司二零一零年十月目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc275280408"1．项目背景PAGEREF_Toc275280408\h3HYPERLINK\l"_Toc275280409"2．项目实施的意义与必要性PAGEREF_Toc275280409\h3HYPERLINK\l"_Toc275280410"3．项目采取的技术路线PAGEREF_Toc275280410\h4HYPERLINK\l"_Toc275280411"4．项目总体目标PAGEREF_Toc275280411\h4HYPERLINK\l"_Toc275280412"5．项目实施方案PAGEREF_Toc275280412\h4HYPERLINK\l"_Toc275280413"5.1大同二电厂空冷机组主要技术参数PAGEREF_Toc275280413\h4HYPERLINK\l"_Toc275280414"5.2防冻模型的建立PAGEREF_Toc275280414\h7HYPERLINK\l"_Toc275280415"5.3防冻优化软件开发PAGEREF_Toc275280415\h8HYPERLINK\l"_Toc275280416"5.4项目所需软硬件清单PAGEREF_Toc275280416\h11HYPERLINK\l"_Toc275280417"6．防冻预测初步计算PAGEREF_Toc275280417\h11HYPERLINK\l"_Toc275280418"6.1排汽量计算PAGEREF_Toc275280418\h11HYPERLINK\l"_Toc275280419"6.2防冻背压预测计算结果PAGEREF_Toc275280419\h13HYPERLINK\l"_Toc275280420"7．总结PAGEREF_Toc275280420\h15项目背景上世纪八十年代末我国开始引进空冷技术，进入21世纪以后，国家发改委规定在西北缺水地区不允许建造采用水冷却的火力发电厂。其中直接空冷技术以其节约用水、占地面积少和运行灵活方便等诸多优点而广泛地应用于电力和石油等工业领域，特别是在解决富煤缺水三北（华北、西北、东北）地区兴建火力发电厂时扮演了重要的角色。发电厂汽轮机凝汽设备系统采用的空气冷却系统（简称发电厂空冷系统），就是为解决在“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂而逐步发展起来的。与传统的水冷却方式相比较，空冷系统具有冷端系统节水95%及全厂节水65%以上等优势。随着人们对水资源的日益重视和环保意识的逐渐增强，直接空冷系统在富煤缺水地区应用越来越广泛，但是该技术在国内电厂运行过程中也遇到了许多问题，主要表现在厂用电率和供电煤耗高、夏季高温时难以维持满负荷运行、风沙和灰尘使空冷凝汽器表面积灰严重以及凝汽器在冬季易发生结冰现象等。国内科研机构和高校在直接空冷运行优化方面的研究仍处于初期探索阶段，目前尚未形成完整的指导理论和系统的应用软件供实际生产使用。项目实施的意义与必要性直接空冷机组以环境空气而不是以水作为汽轮机排汽的冷却介质,是一种采用机械通风强制冷却的散热器，通过凝汽器管束壁面使管束内流动的蒸汽与管外空气流发生热交换，管内蒸汽被凝结冷却为液态水。由于直接空冷散热器直接暴露在大气之中，所以在冬天温度较低的北方很容易发生冻损。所谓冻损是指凝结水继续被冷却在管内结冰膨胀致使管束变形、破裂，导致机组不能正常运行甚至停机事故。大同发电有限责任公司地处山西北部，气候条件冬季寒冷、风大，同时因为机组实施供热改造后，空冷系统排汽减少，空冷岛冬季热负荷下降，结冰的可能性加大，为了防止空冷系统发生冻损，运行中电厂长期采用提高排汽温度(增加汽轮机背压)的运行控制措施，客观上降低了汽轮机组的效率。针对直接空冷系统在冬季出现的防冻问题，我公司联合华北电力大学、北京航空航天大学以及中国石油大学等热能动力学方面的专家教授对直接空冷系统防冻优化运行进行了深入研究，研究以数学模型为基础，以基管内壁平均温度与过冷度为判断基准，准确计算出空冷岛结冰时对应的机组背压，编制出空冷防冻及背压优化运行指导系统，该系统已通过现场运行考验，在保证机组空冷系统不结冰的情况下，可使机组运行背压降低1KPa左右，项目具有较高的经济效益。项目采取的技术路线1）、首先针对本厂直接空冷机组的冬季运行的安全性与经济