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直接空冷机组大风影响治理 消能导流风障技术
作者: 发布于:2019-05-28

1、背景

截至 2012 年 9 月,我国电力装机总容量已经达到9.26亿千瓦,其中火电装机总容量为6.86亿千瓦,在目前我国电源结构中,火电装机容量占总装机容量的 77.82%,火力发电量占到总发电量的 80.32%。我国空冷机组总装机容量将达到60000MW。

国家发改委能源(2004)864号文件要求,在北方缺水地区,原则上应建设大型高参数空冷机组,机组耗水指标控制在0.18立方米/秒.百万千瓦以下。

2、空冷机组节水效益

在全国第二届火电空冷机组技术交流会上,有专家做过统计,与湿冷机组比,空冷机组的节水率可达到66%--84%左右。  

以2×600MW空冷发电机组为例,每年可节约1500×104m3水量。仅北方五省57个发电厂采用国产化空冷发电技术,合计125台77660MW,预计每年将节水94700万吨,可解决3156 万人的生活用水。

3、直接空冷机组受大风影响的问题

直接空冷凝汽器布置在约 50m 高的建筑平台上,利用大型轴流风机强制通风,以周围空气作为冷却汽轮机乏汽的介质。电厂所在地的大气环境、电厂周围的地势、电厂厂房建筑的布置,都会对散热器的换热效率产生影响。

当来风从某些危险方向吹过锅炉及空冷平台下时,形成的高速涡流会造成风机出力降低,使得散热器通过的空气量减小,甚至可能出现热空气回流等不利现象,从而引起汽轮机背压升高,电厂工作效率降低。如果该情况与夏季高温等极端条件同时出现,会对电厂运行产生危险,甚至会导致停机。

4、直接空冷机组受大风影响的案例

南非马廷巴电厂直接空冷系统从 1991 年 1 月至 1992 年 9 月的 20 个月间,因环境风的影响就损失发电量约 3.38 亿 kW·h;

2005 年 6 月 22 日,漳山公司 300MW 直接空冷系统受到约 15m/s 炉后风影响,汽轮机背压由 44.2kPa 升高到 64.9kPa,机组自动保护跳闸停机。

环境风会恶化直接空冷凝汽器换热效果,提高空冷系统背压,造成能源浪费。解决环境风对直接空冷系统影响的问题成为世界上一个普遍性的难题。

5、国内外对直接空冷机组受大风影响的研究

德国 GEA 公司一直处于空冷技术领先的地位,在全世界拥有超过 600 台套的成功业绩,但是基于商业机密,GEA 公司关于直接空冷技术的研究无从知晓。

我国对空冷机组大风影响的研究起步较晚,目前在国内华北电力大学、北京航空航天大学、重庆大学、北京交通大学、西北电力设计院等做过许多有关直接空冷凝汽器流动换热工作的研究。从2008年开始,针对空冷机组大风影响问题,结合空气动力学、气象学和自动化控制等多个学科,利用智能风力控制技术,进行了系统的研究,成功研发了抑风和导流双重功能的智能风障,攻克了上述难题。

6、目前国内外直接空冷机组大风影响治理措施

采取在空冷平台上进行喷淋措施。该措施耗水较大,且长时间喷淋会使散热器表面结垢,影响散热效率。

在空冷单元加装导流片。可以改善风机送风效能。但无法改变大风对空冷机组的影响。

尖峰冷却。无论采用湿冷还是空冷方式,只是增大了散热面积,无法改变大风对空冷机组的影响,神华国能某电厂采用湿冷方式,冬季造成热蒸汽飘向空冷平台,一是形成热循环,影响散热,而是导致空冷设备结冰,副作用较大。

7、直接空冷机组消能导流风障技术

直接空冷系统智能消能导流风障技术,充分利用空气动力学原理,采用智能风力控制技术,通过抑风和导流双重方式对大风影响进行有效治理,大风环境下对大风进行抑制,有效降低风速,改变风况,小风环境下进行导流,从而获得更高的风机送风量,进而提高冷凝器换热量,机组平均背压降低3—6KPa,提高电厂运行性能。

该技术填补了国内空冷机组大风影响治理行业的空白,是目前国内外最先进的空冷机组大风影响治理技术。目前已经成功在神华哈密电厂4x660MW直接空冷机组应用,取得良好的效果。