直接空冷和间接空冷机组的控制策略
直接空冷控制逻辑的概述及几点建议
精选课件
首航－IHW
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1.直接空冷的控制逻辑组成
逆流管束回暖
冬季运行时，逆流管束上方容易形成细小冰粒并随着时 间的增加形成大的冰粒。这将阻碍不凝气体的正常的抽出。 将可能堵塞整个抽气管道。 回暖程序启动的条件是:环境温度低于-2℃时，
如果温差>5K(该值可根据现场的实际情况进行调整)，并 且逆流风机转速已经降到最低，则该列的顺流转速将被降 低；
如果温差>8K并且该列的顺流风机已经将到最低，此时凝 结水的温度也小于34 ℃时，该列的蒸汽隔离阀将被关闭， 该列将被切除运行。
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2.空冷岛运行背压值的设定
已运行的空冷机组中运行背压值是程序自动设置的，(冬季 20KPa和夏季是9KPa) 且不能人为干预；
手动方式，由操作员直接给出风机转速。
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3.风机控制方式
目前应用方式
手动控制； 只能手动控制一台风机的启停和调速； 如要控制整个系统中风机必须逐一操作， 缺点： ① 增加了运行人员操作的时间； ② 对空冷系统的稳定运行造成威胁； ③ 同时对紧急情况的处理也及不灵活。
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空冷运行不灵活，且机组不能经济运行； 机组在冬季启动时，为保证最小防冻流量，采取固定背压
启动，对于机组启动也是非合适； 原因：
环境温度是变化的，应该根据环境温度的变化来合理的选 择启动的背压值。保证机组在启动时不冻结，使冬季的整 个启动过程在运行人员的控制中，增加机组的运行的稳定 性。
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逆流风机反转速度的设定要根据实际情况具体设定,但不 要超过30HZ。
直接空冷和间接空冷机组的控制策略
直接空冷和间接空冷机组的控制策略摘要：目前国内大型火力发电厂的排汽冷却系统大部分采用空冷系统进行冷却。
空冷可以大幅度降低电厂耗水量，在节水方面有显著的效果，因而空冷机组得到了越夹越多的应用。
而空冷又分为直接空冷和间接空冷两种方式。
本文以2×30OMW机组为例介绍了直接空冷系统及其控制;以2×2OOMW机组为例介绍了间接空冷系统及其控制。
关键词：空冷凝汽器风机变频防冻Abstract: At present, the domestic large thermal power plant mainly applies air cooling system which can greatly reduce the water consumption of the plant, presenting favorable in water saving, so it has been usde increasingly. And the air cooling system includes direct air cooling and indirect air cooling. Illustrated by the 2×30OMW unit, the paper introduces the direct air cooling system and its control means; illustrated by the 2×2OOMW unit, the indirect air cooling system is introduced, as well as its control means.Key words: air cooling; condenser; fan frequency conversion; freeze protection 概述空冷系统主要指发电厂汽轮机的排汽，即做完功的蒸汽，排入一定的装置被空气或水为介质进行冷却为凝结水的系统。
间冷系统认知与控制策略
自然通风冷却塔
• 为什么冷却塔要做成下大，腰收细，上扩口的这种形状 呢？这要从塔内的空气流动特性说起。冷却塔内的空气 温度较塔外高，密度比塔外空气小，塔内空气受到浮力 作用，向上运动。对于不同的流体有不同的流动曲线， 如图所示，若空气是理想流体，即，流体不会产生能量 损耗，塔内空气持续受到浮力作用，不断加速，由于流 体流量固定，加速时间越长，即随高度空气流速增加， 过度面积减小；而实际空气是粘性流体，当空气运动时 会产生能量损耗，损耗量与速度平方呈正比，塔内空气 同时受到浮力和空气运动阻力作用，当高度低时，流速 小空气阻力小于浮力，空气呈加速运动，流体的流动断 面渐减少，当阻力浮力相当后空气将不加速，但能量仍 有消耗，这时，流体流动将以减速补偿能耗，流动断面 将渐变大。冷却塔的外壳就是符合了塔内空气流动的特 性，设计成下大，腰收细，上扩口的形状。
扇区介绍
• 空冷散热器采用六排管双流程铝管铝翅片 型式。每台机组间冷塔布置有196个冷却三 角，全塔共分12个冷却扇区，每个扇段包 含16~18个其中：第1扇区18个三角，高度 约28m；第12扇区共18个三角，其中有16 个三角，高度约为28m，另外2个在大门顶 部，高度约为21m；其余扇区各16个三角， 高度约为28m。每个扇区单独设置循环水 的进、出水管和排水管。
湿冷与空冷系统的效益分析
• 湿冷、直冷、间冷系统各参数对比
按背压每升高1KPa引起煤耗升高2g/KW.H计算
湿冷与空冷系统的效益分析
• 湿冷、直冷、间冷全年直接经济效益分析表
我厂间冷塔介绍
我厂间冷塔 介绍
• 我厂间冷塔采用带肋双曲线塔型设计，塔高210米，环基外半径89米，混凝土量
5.54万方，是目前百万机组世界最大间冷塔。从2015年10月12日基础浇筑第一方砼到 2016年10月21日筒壁最后一节完成，历时12个月零9天，创造了国内乃至国际上超大 型间冷塔最快施工纪录。其X柱，内实外光，被评为清水砼亮点示范项目;风筒筒身曲 线流畅，肋条顺直，做工优质，观感优良。特别是在超高、超大型间冷塔施工中，不 断引入新思维、新技术、新工艺，首次使用了世界最高液压顶升平桥与施工升降机配 套的冷却塔专用施工机械(高达250米);采用了环基砼裂缝控制，超高泵送砼，清水砼 模板，大直径钢筋直螺纹连接;取得了带肋超高间冷塔精确测控技术、风筒砼轨道式 自卸小车水平运输、超大冷却塔人员垂直运送、超高泵送洗管绿色施工、大型X柱施 工技术等科技成果。 • 建成投运后，该间冷塔具有更加节约水源，降低煤耗，保护环境，降尘降噪、降 低运行费用等优点。科技的集中应用，环保的多维体现，都与项目“打造绿色高效智 能电厂、创建国家优质金奖工程”的建设总目标高度契合
浅谈火力发电厂间接空冷系统控制技术
浅谈火力发电厂间接空冷系统控制技术摘要：在火力电厂中，锅炉将水加热成为高压高温的蒸汽，然后推动汽轮机工作促使发电机发电。
将汽轮机做工之后的废汽排入到冷凝器中，和冷却水进行热交换之后凝结成水，再利用给水泵进入到锅炉中循环使用。
而间接空冷系统的主要作用就是将废热冷却水在间冷塔中和空气进行热交换，以此来将废热传输至空气中。
本文主要分析了火力发电厂间接冷却系统的工作原理，然后对其各种工况进行了详细的说明。
关键词：火力发电厂；间接空冷系统；控制技术0.引言本文主要就是以某一个火力发电厂的间接空冷系统为例来进行分析，该火力发电厂主要就是采用表凝式间接空冷系统。
启动给水泵小汽机和主机气轮机排气都是会进入到主机表面式凝汽器，而在表面式凝汽器中循环冷却水也是能够进行完热交换，之后再经由循环水泵将循环冷却水送到间接空冷系统中，然后借助于间接空冷系统进行统一的冷却，而循环水泵则是应该布置在空冷塔附近。
在空冷塔进风口处的圆周上三角垂直布置空冷散热器，每一个冷却三角进风口处都有布置能够调开度的百叶窗。
1.火力发电厂循环水泵系统分析本工程在1号机组和2号机组这两者之间设置一座间接空冷塔，循环水泵的位置在塔热水入口侧。
两台机组共用一个循环水泵房，其位置就在冷却塔的附近。
每一台机组都配备三台循环水泵，循环水泵主要就是利用定速电机来进行工作[1]。
两台机组间冷系统主要就是通过单元制的模式进行运行，每一台机组在任何的情况下都是必须得投入最少两台循环水泵，这主要就是因为本项目的循环水泵是使用定速电机。
单台泵在实际的运行过程中系统总水阻比较低，泵运行点和设计点也是偏离较大，进而循环水泵电机则是存在着较大的过载风险。
如果在冬季的时候单台循环水泵运行，那当运行泵出现故障的时候将会使得管束出现冰冻的情况，如下图1：当两台机组在夏季并且不同负荷情况下运行的时候，空冷塔内的热空气气流将会产生相互作用，这样也就会使得高负荷机组的空冷散热器冷却能力下降。
直接和简介空冷技术比较
直接空冷和间接空冷的优缺点最明显的是直接空冷可以节水很多，占地面积小，，只要建空冷岛，且可以选择的地方也多，岛下很多地方还可以再利用，缺点是换热效果差，启动初期，抽真空较难抽。
间接空冷的优点是因为有水，所以换热效果比直接空冷好，受季节的影响也比直接空冷的少，缺点是要耗费一定的水，需要建冷却塔，投资大，厂用电率高，因为要设置循环泵，系统比较复杂。
直接空冷和间接空冷虽然是当今电厂的首选，节能比较突出，但一次投资过于庞大，使有些电厂望而生畏，有些散热设备的投资甚至和锅炉差不多，这也使散热器在电厂中和锅炉，汽机，发电机一并成为现代电厂的四大主机设备。
发电厂空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统指混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒式间接空冷系统）和具有表面式凝汽器间接空冷系统（哈蒙式间接空冷系统）及其它。
(a)直接空冷系统——系利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结，一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成；(b)带表面式凝汽器的间接空冷系统——亦称哈蒙系统，由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护系统、循环水补充水系统、散热器清洗等系统与空冷塔构成。
该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统，循环水采用除盐水。
一、机械通风直接空冷系统（ACC）该系统亦称为ACC系统，它是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排气管道至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回锅炉。
机械通风直接空冷系统如下图。
图略其优点有：⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。
⑵设备少，系统简单，占地面积少，系统的调节较灵活。
其缺点有：⑴真空系统庞大在系统出现泄漏不易查找漏点，易造成除氧器、凝结水溶氧超标。
⑵采取强制通风，厂用电量增加。
直接空冷系统的控制优化
直接空冷系统的控制优化摘要：简单介绍直接空冷的控制原理及运行模式，在背压调节和防冻保护的关键环节中提出了优化的控制策略和方法，对火电厂直接空冷运行和工程实践具有一定指导意义。
关键词：直接空冷；背压调节；防冻保护；控制优化1 直接空冷的控制系统介绍直接空冷系统是汽轮机排汽直接由空气冷凝，空气与蒸汽进行热交换，轴流风机供给冷却空气的设备。
直接空冷的控制系统与机组的控制系统关系密切，采用与机组控制相同的硬件，以远程站形式纳入机组控制系统，不设单独控制室。
用机组操作员站LCD及键盘为中心，实现直接空冷系统的正常启停、异常工况的报警和紧急事故的处理。
直接空冷控制系统主要包括：风机子组级、抽真空子组级、阀门子组级、水喷雾子组级和电气子组级系统。
2 空冷凝汽器控制策略直接空冷系统自动控制的要求是：根据环境温度和汽轮机负荷的变化，使空冷散热器的冷却能力适应空冷汽轮机对排汽背压的要求，保障空冷汽轮机发电机组安全、经济地运行。
根据这一要求，通过调节轴流风机的转速，改变空冷凝汽器的换热量，把汽轮机的排汽压力控制在设定值的范围内。
整个直接空冷系统内所有风机电机都配备有独立的变频器，所有风机均可以远方或就地单独控制，并且都可以在最低转速和最高转速间实现无级调速。
控制逻辑框图如2-1所示3 直接空冷机组运行控制直接空冷控制系统的运行模式可分为夏季运行和冬季运行。
一般以环境温度界定冬夏季运行模式：环境温度>X为夏季工况运行；环境温度<X为冬季工况运行（X数值根据当地气温和机组情况确定）。
冬季工况运行和夏季工况运行的控制方式不同。
根据人工干预控制与否，运行模式还可分为手动控制运行和自动控制运行。
自动控制运行时，所有的设备都被打到远程控制端；手动控制运行时，所有的操作命令都是操作人员在操作站上给出的。
正常运行中，系统主要控制变量是排汽压力和凝结水温度，在汽轮机允许安全运行的范围内，根据机组的发电负荷（空冷凝汽器的热负荷）和空气温度，调整进入空冷凝汽器的空气流量（即调整风机转速），使风机功率保持在最佳状态。
空冷机组冬季防冻的方法及改进建议
空冷机组冬季防冻的方法及改进建议摘要：通过对空冷机组（直接空冷、间接空冷方式）运行情况的调研，介绍运行防冻经验，并提出一些改进建议。
关键词：防冻空冷凝汽器空冷散热器空冷管束从上世纪50年代开始，火力发电厂汽轮机排汽冷凝逐步采用空气冷却方式，基本上分为直接空气冷却和间接空气冷两种方式简称为直接空冷和间接空冷。
空冷方式的发电机组在运行过程因为凝汽设备（直接空冷系统）和冷却散热设备（间接空冷系统）布置在室外露天场所，在冬季时易发生过度冷却，进而发生结冰冻坏的情况。
下面对两种空冷方式的冻结原因进行分析以及对防止措施进行总结，提出改进建议。
1冻结原因分析1.1直接空冷凝汽器的管束内过冷结冰当空冷凝汽器管束内的蒸汽在冷却进中出现了过度冷却的情况，当这种情况持续较多时间，蒸汽在凝结成冷却水后继续冷却就会被过度冷却而在管束内壁发生结冰的现象。
在机组启动和不满发运行时，此时汽轮机组排汽量较少，或者凝汽器管束的截面较小通过的蒸汽量减少时，导致通过的蒸汽流量减少，蒸汽在流经凝汽器管束过程中，因为与外界（环境大气）有温差就会不断的放热被冷凝冷却，蒸汽冷凝成凝结水，和未被冷凝蒸汽沿管束壁向下流动。
如果环境问题低于水的结冰点温度，蒸汽凝结水还在管束内则会被多度冷却，在管束的末端即管束与凝结水箱连接部位出现结冰情况，当这种情况出现后是的管束截面逐渐变狭小，甚至使管束堵塞导致后续蒸汽不能流动，致使整个管束内的蒸汽被过度冷凝，凝结水结冰膨胀导致管束变形开裂损坏，当管道变形发生管束与上部蒸汽分配管以及下部凝结水联箱的焊接封口就容易出现裂缝，造成整个空冷凝汽器真空度下降，系统内的不凝气体增加，使空冷器换热系效率大大下降，导致机组被压升高影响到整个系统的正常运行。
同样在直接空冷凝汽器管束内的蒸汽通过流量如果满足要求的量，但是如果风机供风过大或负压系统（机侧和空冷凝汽器）泄漏量过大时，在冷却空气量过剩的情况下，直接空冷凝汽器中漏入的过量空气在冷却管束内对热蒸汽形成阻滞，降低了冷却管束内热蒸汽的流动速度，严重时将会形成阻塞，从而导致局部椭圆冷却管过冷，当在这种情况发生时，空冷凝汽器管束内部也同样会出现过冷现象，严重时发生结冰。
适应环境温度变化的直接空冷机组空冷系统控制策略研究
［ 文献标 识 码］ Ａ
３ ４ ２ ２ ０２— ０ ３７一 Ｏ 文 ０
Ｉ ｏＪ 编． １ ． ９ ９ Ｊｉ ｎ １ ０ － ｏ 号］ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ２—３ ６ ． ０ ２ ０ ． ３ ｓ ３４ ２ １．２ ０ ７
ｔ ｕ ｔｔ ｅ ａ ｉｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｎ ｅ Ｔｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ａ ｅ ｎ ｆ ｎ ｓ ｅ ｄ ｉ ｓ ｉａ ｌ ｏ ｗｉｃ ｉ ｇ ｏ ｓ ｉ ｈ ｍｂ ｅ ｔｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ． ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｍｏ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｐ ｅ ｓ ｕ ｔ ｂ ｅ ｆ ｒ ｓ ｔ ｈ ｎ ｔ ｅ ｆ ｎ ｒ ｗ ｕ ｏ ａ ｉａ ｌ ｎ ｓ ｍｍｅ ． ｕ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ａ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｅ Ｓｂ ｃ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ａ ｈ ａ ｏ ａ ｔ ｍ ｔ ｌ ｉ ｕ ｃ ｙ ｒ ｂ ｔ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｍｏ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｂ ｎ ’ ａ ｋ ｒ ｓ ｕ ｅｉ ｍｏ ｅ ｆ — Ｓ ｖ ｒ ｂ ｅ ｆ ｒ ｓ ｔ ｈ ｎ ｎ ｔ ｅ ｆ ｎ ｒ ｗ ｎ ｅ ． ｎ ｓ ｍ ｍｅ ， ｈ ｐ ｅ ｏ ａ ｌ ｏ ｗｉｃ ｉ ｇ ｏ ｈ ａ ｏ ｉ ｗｉ ｔ ｒ Ｉ ｕ ｎ ｒ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ—ｓ ｔ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒｏ ａ ｓ ｉ ｓ ｉ ｅ ｔｎ ｏ ｔ ｏ ｌ ｆｆ ｎ ｕ ｔ ｅ ｓ —
ＳＴＵＤＹ ｏＮ ＣｏＮＴＲｏＬ ＴＲＡＴＥＧＹ Ｆ ＡＩ —ＣｏｏＬＩ Ｓ ｏ Ｒ ＮＧ ＹＳ Ｓ ＴＥＭ ＦｏＲ ＲＥＣＴ ＤＩ ＡＩ —ＣｏｏＬＥＤ Ｒ ＵＮＩ ＴＳ Ｔｏ ＵＩ ＴＨＥ Ｓ Ｔ ＡＭ ＢＩ ＥＮＴ ＴＥＭ ＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＨＡＮＧＥ
热 能基
国华锦能直接空冷系统的构成及控制策略
国华锦能直接空冷系统的构成及控制策略王伟杰，郭志军神华陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西神木 719319Program control strategies for the direct air-cooling system ofGUOHUA JINJIE ENERGYW ANG Wei-jie，GUO Zhi-junSHENHUA Shanxi GUOHUA Jinjie Energy Corporation Power Plant，Shanxi Shenmu 719319ABSTRACT:Based on specific environment and climate conditions,the structure and automatic control strategies for the direct air-cooling system in Shenhua Guohua Jinjie Power Plant were studied.Focusing on the control schemes during start-up,shutdown and operation of power units,the special protect program in winter has been designed, Thus for direct air-cooling technology in large-scale firepower aircrew especially north alpine region, the popularization and application of the water provides reference.KEY WORD:direct air-cooling system;control strategies;frost protection measure;control program摘要：以神华陕西国华锦界电厂为例，就所处的环境和气候条件，对其空冷系统的结构及自动控制策略进行研究，对大型直接空冷机组在冬季启停和运行过程中防冻问题的解决方案进行探讨，提出有针对性的控制方案，从而为直接空冷技术在大型火力发电机组尤其是北方缺水高寒地区的推广应用提供借鉴意义。
直接空冷机组与间接空冷机组性能的比较
202X
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目录
01
02
直接空冷系统
直接空冷系统，又称空气冷凝系统，直接空冷汽轮机的排汽直接由空气冷凝，是蒸汽和空气之间进行热交换，没有循环水系统。
图1 直接空冷机组原则性汽水系统
风机耗发电功率的1.6%
泵耗发电功率的0.3%
占地面积(m2/MW)
15
40~60
散热器面积(m2)
基数f
(1.3~1.4)f
冷却系统投资
100%
150%
谢谢大家！
202X
汇报人姓名
直接空冷与间接空冷性能的比较
冷却系统
直空冷
间接空冷
混合式凝汽器
表面式凝汽器
运行效果
良好
适带负荷
不宜带尖峰负荷
可带尖峰负荷
哈蒙式不宜带尖峰负荷
防冻经验
经受-43℃
有一定防冻经验
热风再循环
有
无
国内使用情况
有600MW机组运行
有200 MW机组运行
有SCAL式600MW及哈蒙式200MW机组运行
厂用电
混合式凝汽器的间接空冷系统
与其它方式的空冷系统相比较具有如下优缺点。 其优点是： （1）混合式凝汽器体积小，由于传热充分，传热端温差较小，造价低，运行维护方便； （2）汽轮机排汽管道短，真空系统小，保持了水冷的特点； （3）可与中背压汽轮机配套，煤耗率较低； （4）为了保持循环水系统处于微正压状态，避免空气渗入封闭系统，便于发现泄漏点。 其缺点是： （1）设备多，系统复杂，布置困难； （2）由于采用了混合式凝汽器，系统中的冷却水量相当于锅炉给水的40倍，增加了水处理费用； （3）自动控制复杂，全铝制散热器的防冻性能差，冷却效果受风的影响大； （4）循环水泵功耗较大。
火力发电机组直接空冷系统严密性的控制措施
火力发电机组直接空冷系统严密性的控制措施摘要：本文分析了影响火力发电机组直接空冷系统严密性的因素，介绍了从设备检查、组合安装、焊接作业等方面采取相应的控制措施。
关键词：直接空冷系统；严密性；控制措施Abstract: This paper analyzes the impact of thermal power unit direct air cooling system tightness factor, introduced from the equipment inspection, assembly, welding and adopt corresponding measures to control.Key words: direct air cooling system; tightness; control measures前言对于直接空冷发电机组来说，空冷系统的严密性是否良好直接影响着汽轮发电机组能否安全、稳定地运行。
由于直接空冷系统非常庞大，焊口数量多，且运行时处于负压状态，为了保证机组运行时的真空度，空冷系统的严密性便成为施工过程中的控制重点。
以下就影响直接空冷系统严密性的主要因素及相应的控制措施进行浅析。
1影响直接空冷系统严密性的主要因素1.1设备制造质量空冷系统设备及管道种类、数量众多，其制造质量，尤其是厂家焊缝的焊接质量，是影响空冷系统严密性的重要因素，因而首先要把好设备质量关。
1.2现场安装质量空冷系统设备、管道在现场的组合安装质量，尤其是焊接质量，是影响空冷系统严密性的主要因素。
2控制措施在基建阶段，需从设备监造与检查、现场组合安装、焊接作业等方面加强质量管理和控制。
2.1设备监造与检查2.1.1 加强设备监造工作督促设备制造厂在设备生产过程中加强过程质量控制、改进生产工艺、最大限度地提高产品质量。
重视设备出厂及到货质量验收工作。
2.1.2 加强设备及管道安装前的检查a. 对真空除氧器做灌水试验，进行严密性检查，确认所有焊缝、法兰结合面无渗漏，放水后对其内部进行彻底清理。
直接空冷系统与海勒式间接空冷系统的比较
直接空冷系统与海勒式间接空冷系统的比较田亚钊1,陈晓峰2(11国电电力大同发电有限责任公司,山西大同037043;21华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045) 摘 要:空冷机组是“富煤少水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。
现简要介绍3种类型空冷系统的运行特性,对直接空冷系统和海勒式间接空冷系统进行了比较,提出了运行中存在的几个问题,如机组运行背压、真空严密性、防冻等,并对此提出了相关建议。
关键词:直接空冷系统;海勒式间接空冷系统;运行中图分类号:T K264.1 文献标识码:B 文章编号:100329171(2006)0120038204Co m par ison of D irect A ir Cool i ng System w ith HellerI nd irect Cool i ng SystemT ian Ya2zhao1,Chen X iao2feng2(1.Guodian D atong Pow er Generati on Co.L td.,D atong037043,Ch ina21N o rth Ch ina E lectric Pow er R esearch Institute Co.L td.,Beijing100045,Ch ina)Abstract:A ir coo ling unit is the best cho ice fo r therm al pow er p lant in area w h ich is rich in coal and poo r in w ater o r in drough t areas.T he operati on characteristics of th ree k inds of air coo ling system are p resented.A comparison w as m ade betw een direct air coo ling system and H eller indirect air coo ling system.P roblem s w ere po inted out such as backp ressure in unit operati on,vacuum tigh tness and anti2freezing,m eanw h ile suggesti on w as p ropo sed.Key words:direct air coo ling;H eller type indirect air coo ling system;operati on 国电电力大同发电有限责任公司2×600 MW空冷机组(7、8号机)是目前投入商业运营的单机容量最大的直接空冷机组,是作为国电电力大同第二发电厂(下称大同二电厂)的“二期工程”,由国电电力发展股份有限公司和北京国际投资公司投资兴建而成。
600mw直接空冷机组背压控制策略的设计及优化
600mw直接空冷机组背压控制策略的设计及优化【知识文章标题：600mw直接空冷机组背压控制策略的设计与优化】尊敬的读者，首先非常感谢您阅读本文。
本文将为您介绍600mw直接空冷机组背压控制策略的设计与优化，并从简到繁、由浅入深地展开论述，以帮助您更加全面、深刻地理解这一主题。
1. 背景介绍随着电力行业的快速发展，600mw直接空冷机组已成为当前火力发电领域的重要代表之一。
然而，背压控制策略在该型机组的运行中起着至关重要的作用。
背压控制策略的设计与优化将直接影响机组的效率、可靠性和运行成本等方面。
2. 背压控制策略的概念与意义背压控制策略是指通过对机组废气排出口处的背压进行调控，以实现机组的最佳运行状态。
该策略的设计和优化对于平衡机组的热负荷分配、提高能源利用率以及减少排放具有重要意义。
3. 背压控制策略的设计与优化方案3.1 初步设计方案在初步设计方案中，首先需要确定机组背压调节的目标值，并结合机组运行情况确定背压调节的范围。
根据机组的运行特性和背压控制要求，确定合理的背压调节手段和控制逻辑。
3.2 优化方案优化方案的目标是进一步提高机组的运行效率和降低燃料消耗。
在优化方案中，需要综合考虑机组的设计参数、运行要求以及环境因素，并利用先进的控制策略和智能算法进行模拟和优化。
通过建立背压控制模型，结合机组运行数据和先进算法，优化背压调节的参数和控制策略，以实现最佳性能。
4. 个人观点与理解背压控制策略设计与优化是一个复杂而关键的任务。
在我的理解中，仅仅依靠经验和常规方法往往难以实现最优控制效果。
我认为结合先进的控制算法和智能优化方法，以及对机组运行数据的深入分析，将有助于提高机组的热能利用效率和经济效益，实现对背压的精确控制。
5. 总结与回顾通过本文的阅读，我们详细介绍了600mw直接空冷机组背压控制策略的设计与优化。
我们从背景介绍开始，了解了背压控制策略的概念与意义。
随后，我们分别介绍了初步设计方案和优化方案，并提出了个人观点与理解。
热控自动化中直接空冷技术的应用及控制
石河子科技第6期2019年12月热控自动化中直接空冷技术的应用及控制(新疆天富信息科技有限责任公司，石河子市,832000)芦玲玲摘要在科学技术飞速的发展背景下，各个行业领域都发生了巨大的变化，各个行业的新技术也随之出现，直接空冷技术是一种先进的冷却技术，在现代火力发电厂之中有着广泛的应用。
直接空冷技术在传统的冷却技术面前有着十分明显的优势，而这些优势也使直接空冷系统飞速发展。
文章针对某火电厂的直接空冷机组热控自动化控制技术的应用进行简单分析。
关键词直接空冷；热控方式;控制系统中图分类号:TM621文献标识码：B文章编号:1008-0899(2019)12-0013-02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。
1热控机组通过运用DCS控制系统，将电气控制系统(ECS)、汽轮机跳闸保护系统(ETS)、燃料器管理系统(FSSS)等控制系统结合在一起,进一步实现一体化控制系统。
DCS由控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活。
使用集散控制系统技术，减少电气错误操作的几率，并且提高了电气系统的控制能力。
ETS、FSSS系统则利用DCS强大的逻辑功能以及冗余的结构来实现程序控制，控制周期为20毫秒，以保证保护系统动作的快速及优先。
除软件控制外，还保留紧急停机、停炉、柴油机启停、直流润滑油泵启停操作按钮以及DCS系统失电指示灯。
2直接空冷控制系统直接空冷系统是通过56个变频轴流冷风机冷却回收汽轮机的两个低压缸排除的热气，它包括驱动级、子功能组级、ACC设计功能组级三级控制结构。
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。
直接空冷机组间接空气尖峰冷却技术研究
第37卷,总第213期2019年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.37,Sum.No.213Jan.2019,No.1直接空冷机组间接空气尖峰冷却技术研究刘月正(陕西德源府谷能源有限公司,陕西 榆林 710075)摘 要:直接空冷(以下简称ACC )机组在夏季高温时段背压升高,不能满负荷运行,需采用尖峰冷却技术降低背压。
基于此,提出零水耗、近零传热端差的间接空气尖峰冷却技术,以某电厂660直接空冷机组为对象,对其加装间接空气冷却系统的热力性能进行研究分析。
结果表明,加装间接空气冷却系统机组全年背压降低3.01~7.2kPa ,折算全年平均煤耗降低4.7g /kWh ,实现了尖峰冷却目的。
关键词:直接空冷机组;背压;煤耗;尖峰冷却;间接空气冷却技术中图分类号:TK124 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2019)01-0073-05Research on Indirect Air Peak -load Cooling Technologyof Direct Air Cooling UnitsLIU Yue -zheng(Shanxi Deyuan Fugu Energy Co.,Ltd.,Yulin 710075,China)Abstract :The back pressure of the direct air cooling (ACC)unit rises in the high temperature period in summer,and the unit can not run full load,needing to adopt peak -load cooling technology to reduce back pressure.Based on this,a indirect air peak -load cooling technology with zero water consumption and near zero terminal temperature difference is proposed,which takes a 660MW ACC unit as the object.The thermal performance of the unit installed with indirect air peak -load cooling system is studied.The results show that the annual back pressure of the unit installed with the indirect air peak -load cooling system is reduced by 3.01~7.2kPa,and the average coal consumption is reduced by 4.7g /kWh in theyear,the purpose of peak -load cooling is achieved.Key words :direct air cooling unit;back pressure;coal consumption;peak -load cooling;indirect aircooling technology收稿日期 2018-07-02 修订稿日期 2018-11-17作者简介院刘月正(1975~),男,本科,高级技师,研究方向热动。
直接空冷与间接空冷比较
直接空冷机组与间接空冷机组的比较
通过对比国内600MW同类型机组直冷与间冷的对比，直接空冷比间接空冷煤耗高3～5g，同类型300MW机组借鉴以上对比直接空冷比间接空冷耗煤多1.5～2.5万吨，每年可高出煤耗费用为525～875万元（发电利用小时数按5000小时计算，煤价按350T／H计算）。
直接空冷特点：
1、直接空冷系统简单，设备少，控制系统也不复杂，所以运行调整比较简便。
采取了逆流凝汽器、由风机调节空气量等措施，而且空冷凝汽器管是大管径的椭圆管，在布置上使其不易积水，所以有利于防止冬天冻坏设备事故的发生。
2、直冷系统抽真空系统庞大，大型轴流风机多，所以检修维护工作量较大。
3、运行维护费用高。
4、直接空冷初投资较少。
间接空冷特点：
1、间接空冷系统可采用汽动给水泵方案，驱动给水泵汽轮机排汽直接进入冷凝器，百万千瓦耗水量约为0.125 m3/s.GW。
间接空冷系统比直接空冷系统节省约15%的水量，节约运营费用。
2、间接空冷系统的给水泵汽轮机排汽接入主机的空冷系统，
不需增加设备。
3、间接空冷系统噪音较低，一般能满足环保要求。
4、由于间接冷却系统的运行背压低于直接空冷系统，单位千瓦时煤耗较低，间接冷却系统其年发电效益高于直接空冷系统。
5、表凝式间冷系统由于增加了中间的冷却环节，所以系统较简单，操作较繁琐。
但设备维护量少，检修方便。
6、运行维护费用少。
7、表面式间接空冷初投资较大，比直接空冷多7251万元。
我国火电间接空冷机组的实践和直接空冷机组的开发_王佩璋
该厂空冷系统水回路是由两种不同材质 (碳钢与铜 )构成的密闭式循环冷却系统。 循 环水处理采用氨水调 p H值、联氨除氧。水质 指标: p H值为 9. 8～ 10. 3、溶解氧不大于 20 ～ 30 μg / L、水 中 过剩 联 氨 浓度 不 大 于 20 mg / L、补充水氢电导率不大于 0. 2 μS /cm、 起始水氢电导率不大于 5μS /cm。
northchinaelectricpower华北电力技术no171998我国火电间接空冷机组的实践和直接空冷机组的开发山西省电力勘测设计院太原030001文摘通过对国内现有200mw间接空冷机组三座电厂的现场调研阐述了空冷系统的性能指标总结了运行经验分析了防冻防大风防暑的三防效果考察了炎热期的带负荷能力评价了间接空冷系统的现状和整体经济性以及直接空冷系统的开发国外直冷单排管凝汽器优势自然通风单排管的直接空冷新技术我国开发直接空冷装置布点的进展
实施合理的冬季冷却水温 ,降低空冷机 组煤 耗。 例如在 Ta = - 18℃时带负 荷 136 MW 控制扇形段出口水温 T2= 27℃ ,而没有 按照 80年代末匈牙利人提出的 ,当 T a= 15～ - 20℃时 ,使 T 2≥ 35～ 38℃的要 求去 做 ,故可降低煤耗。 3. 2 B电厂
/%
/次· (台· 年 ) - 1 /g· ( kW· h ) - 1
厂用电率 /%
凝汽器真空度 /%
综合水耗 /k g· ( kW· h ) - 1
直接空冷机组背压控制和防冻策略研究
直接空冷机组背压控制和防冻策略研究【摘要】本文介绍了直接空冷背压机组在新疆气候条件下的控制策略及相关的防冻措施的研究。
【关键词】直接空冷；背压；控制；防冻一、前言我国西北部地区煤炭资源丰富、土地资源广阔，尤其内蒙、宁夏、新疆等地，已逐步向能源、电力生产基地方向发展。
但由于以上地区水资源相对匮乏，电力生产规模扩展速度较慢。
近十年来，随着西部大开发战略的逐步发展，空冷技术的引进和推广及远距离输送电技术的成熟，我国西北部地区已新建和投产大量空冷电厂，缓和了西北部工业化发展进程中电力缺口较大的矛盾及降低了煤炭运输成本。
由于当地环境条件的特殊性，大部分火力发电厂采取空气冷却技术对汽机排汽进行冷却。
由于空气冷却技术还是比较新的控制技术，因此制定一套适合地区环境和气候条件的空冷控制策略尤为重要，本文以新疆某电厂330MW机组为例对直接空冷控制技术中的背压控制、防冻保护等策略进行分析研究。
二、直接空冷技术介绍电站空气冷却技术大致分为两种形式，一种是间接空冷，另一种是直接空冷。
间接空冷又分混合式凝汽器间接空冷和表面式凝汽器间接空冷，直接空冷又分强制通风直接空冷和自然通风直接空冷。
本文中所提到的新疆某电厂330MW空冷机组采用强制直接空冷技术，能够满足新建冬、夏两季差异大和昼夜温差大的环境条件，较好的实现夏季高负荷稳定运行，冬季防冻以及经济性的需求。
直接空冷凝汽器系统是将汽轮机排出的蒸汽由管道引入空冷凝汽器的钢制或者铜制散热翅片中，采用强制通风利用环境空气直接将其冷却为凝结水，减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质，换热温差大，效果好，也称为ACC系统（Air Cooled Condenser System）。
ACC系统主要有以下特点：（1）汽轮机排气直接由空气来冷凝，汽轮机背压变化幅度大。
（2）汽轮机排气要由大量大直径管道引出，冷凝排气需要大面积来冷却，从而导致真空系统的庞大。
（3）系统所需空气有大直径风机提供，与湿冷机组循环水泵相比，耗电量较大。
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直接空冷和间接空冷机组的控制策略作者：郝臻来源：《城市建设理论研究》2012年第28期摘要：目前国内大型火力发电厂的排汽冷却系统大部分采用空冷系统进行冷却。
空冷可以大幅度降低电厂耗水量，在节水方面有显著的效果，因而空冷机组得到了越夹越多的应用。
而空冷又分为直接空冷和间接空冷两种方式。
本文以2×30OMW机组为例介绍了直接空冷系统及其控制;以2×2OOMW机组为例介绍了间接空冷系统及其控制。
关键词：空冷凝汽器风机变频防冻Abstract: At present, the domestic large thermal power plant mainly applies air cooling system which can greatly reduce the water consumption of the plant, presenting favorable in water saving, so it has been usde increasingly. And the air cooling system includes direct air cooling and indirect air cooling. Illustrated by the 2×30OMW unit, the paper introduces the direct air cooling system and its control means; illustrated by the 2×2OOMW unit, the indirect air cooling system is introduced, as well as its control means.Key words: air cooling; condenser; fan frequency conversion; freeze protection 中图分类号：TB754+.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）概述;;; 空冷系统主要指发电厂汽轮机的排汽，即做完功的蒸汽，排入一定的装置被空气或水为介质进行冷却为凝结水的系统。
它与常规湿式冷却方式(简称湿冷系统)的主要区别是避免了循环冷却水在湿塔中直接与空气接触所带来的蒸发、风吹损失以及开式循环的排污损失，消除了蒸发热、水雾及排污水等对环境造成的污染。
由于空冷方式用空气直接冷却汽轮机排汽或用空气冷却循环水再间接冷却汽轮机排汽构成了密闭的系统，所以在理论上它没有循环冷却水的上述各种损失，从而使电厂的全厂总耗水量降低80%左右。
;;; 用于电厂机组末端冷却的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统又分为带表面式凝汽器和带混合式凝汽器的两种系统。
三种空冷方式在国际上都得到广泛的应用，技术均成熟可靠，在国内外以上三种空冷方式单机容量均已达到600MW。
我国目前己有60OMW直冷机组和间冷机组投运。
;;; 采用空冷机组大大减少了火力发电厂的耗水量，为水源的落实和项目的成立提供了便利条件。
特别对缺水地区，有着重要的意义。
内蒙古地区煤资源丰富，近几年投产的机组，基本都采用了空冷系统，而且大部分为直接空冷系统。
2. 空冷系统2.1直接空冷系统电厂直接空冷系统是汽轮机的排汽直接用空气冷却，汽机排出的饱和蒸汽经排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中，冷凝后的凝结水，经凝结水泵升压后送至汽轮机回热系统，最后送至锅炉。
电厂直接空冷系统主要包括以下系统:空冷凝汽器(ACC，Air cool dcondenser)，空气供给系统、汽轮机排汽管道系统、抽真空系统、空冷凝汽器清洗系统、空冷凝汽器平台及土建支撑。
蒸汽从汽轮机出来，经过蒸汽管道流向空冷凝汽器，由蒸汽分配管道间的空冷冷凝器分配蒸汽。
目前直接空冷凝汽器大多采用矩形翅片椭圆管芯管的双排、三排管和大口径蛇形翅片的单排管。
空冷凝汽器由顺流管束和逆流管束两部分组成。
顺流管束是冷凝蒸汽的主要部分，可冷凝75%—80%的蒸汽，在顺流管束中，蒸汽和凝结水是同方向移动的。
设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区、冬季形成冻结的情况，在逆流管束中，汽体和凝结水是反方向移动的。
冷凝所需要的冷空气由轴流冷却风机从大气中吸入，并吹向换热器翅片。
冷却风机采用变频控制，系统可通过控制启停风机台数和对风机转速进行调整来控制进风量，从而控制冷却效果。
该方式能灵活的适应机组变工况运行，并且起到很好的防冻作用。
抽真空系统由3×1O0%容量的水环真空泵组成。
泵连接逆流管束的顶部和主排汽管道。
在启动的时候，不凝气体在抽真空系统中被压缩，并排到大气中。
在部分排汽支路管道上设置蒸汽隔离阀，当冬季汽轮机低负荷运行或启动时，切断某几个散热端的阀门，将热量集中在剩余的散热端中，增加热负荷达到防冻目的。
为防止灰尘附着凝汽器翅片影响系统散热效果，设立冲洗系统，冲洗系统由冲洗水泵以及管道阀门组成。
为减少系统容积，大型机组的空冷凝汽器一般布置在紧靠汽机房外的平台上。
为适应机组变工况运行相维护，空冷凝汽器被分为几组，每组由相同冷却单元组成，每个冷却单元由"人"型的冷却器排架构成，每个冷却单元下面设一台轴流风机。
直接空冷系统为一次冷却，直接空冷系统的主要优点有：不需中间换热介质，换热温差大，冷凝效果好。
冬季防冻措施比较灵活可靠，占地少，节省投资。
不足之处是：汽轮机背压变幅大，真空系统庞大，风机群噪声大，厂用电高。
直接空冷机组原则性汽水系统见图1。
;;;;;;;;;;;;;; ;;; 1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机;4、发电机:5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置;7、凝结水升压泵;8、低压加热器;9、除氧器;10、给水泵;11、高压加热器;12、汽轮机排汽管道;13、轴流冷却风机;14、凝结水箱;15、空冷凝汽器。
2×600MW直接空冷机组共两套空冷凝汽器(ACC)，每台机组ACC共有6排冷凝器，每排冷凝器包括4个顺流管束和1个逆流管束以及5个单元空气供应系统(包括变频风机)。
共计24个顺流管束、6个逆流管束和30台风机。
2.2 间接空冷系统间接空冷系统又分为带混合式凝汽器(海勒式)和带表面式凝汽器(哈蒙式)两种系统。
2.2.1 混合式间接空冷系统(海勒式);;; 混合式间接空冷系统工艺流程是汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的混合式凝汽器内与喷射减温水膜的循环水直接接触冷却，混合的冷凝水一小部分经精处理后送至再热系统，其余的经循环水泵升压后回至室外的空冷塔，进入安装在塔底部的表面式空冷凝汽器内与空气进行表面式换热冷却，冷却后的循环水通过水轮机或节流阀调压后回送至混合式凝汽器循环使用。
混合式凝汽器的间接空冷系统主要由喷射式凝汽器和空冷塔构成。
系统中的冷却水是高纯度的中性水，中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排汽混合并将其冷凝，受热后的冷却水绝大部分由冷却水循环泵送至空冷塔散热器，经与空气对流换热冷却后通过调压水轮机将冷却水再送至喷射式凝汽器进入下一个循环。
空冷塔散热器外侧装有百叶窗，百叶窗的开度可调，可控制通风量，从而控制冷却性能。
当环境温度较低时，关闭百叶窗，防止散热器冻坏。
系统特点：两次换热、凝结水与循环水混合冷却、运行分正压和微正压两部分，因此，需要设大规模的精处理设备，与其它空冷方式相比增设了水轮机和调节阀这样的大型设备，系统复杂，循环水泵必须紧靠凝汽器布置，为防止水泵汽蚀需设大型泵坑，需设大型冷却塔，因此，基建投资高，优点是年平均背压低。
带混合式凝汽器的间接空冷系统的优点是以微正压的低压水系统运行，较易掌握。
缺点是设备多、系统复杂、需要凝结水精处理装置、自动控制系统复杂、全铝制散热器的防冻性能差。
混合式间接空冷机组原则性汽水系统见图2。
;;;;;;;;;;1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机;4、喷射式凝汽器;5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置;7、凝结水升压泵;8、低压加热器;9、除氧器:10、给水泵;11、高压加热器;12、冷却水循坏泵;13、调压水轮机;14、全铝制散热器;15、空冷塔;16、旁路截流阀;17、发电机。
2.2.2 表面式间接空冷系统(哈蒙式)表面式间接空冷系统与常规湿冷系统基本相同，不同的是空冷塔代替湿冷塔。
工艺流程为汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的表面式凝汽器内，经与循环水表面换热后，排汽冷凝成凝结水，由凝结水泵升压回送至热力系统。
换热后的循环水靠循环水泵压力送至安装在室外空冷塔内的表面式空冷换热器内，与空气换热后经循环水泵升压，送回至汽机房内的表面式凝汽器循环使用。
该系统由表面式凝汽器和空冷塔构成。
与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用表面式对流换热的空冷塔代替混合式蒸发冷却换热的湿冷塔，通常用不锈钢管凝汽器代替铜管凝汽器，用碱性除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替开敞式循环冷却水系统。
该系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。
系统特点：循环水与凝结水分为两个系统，两水质可按各自的要求分别处理，系统简单、设备少，缺点是因两次换热，热效率相对较低，需要大量的冷却面积、设大型冷却塔，因此基建投资高。
带表面式凝汽器的间接空冷系统类似于湿冷系统，其优点是节约厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开，两者水质可按各自要求控制。
缺点是空冷塔占地大，基建投资多，系统中需进行两次换热，且都属表面式换热，使全厂热效率有所降低。
表面式间接空冷机组原则性汽水系统见图3。
;;;;;;;;; ;;; 1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机:4、表面式凝汽器;5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置;7、凝结水升压泵;8、低压加热器;9、除氧器;10、给水泵;11、高压加热器;12、循环水泵;13、膨胀水箱; 14、全钢制散热器;15、空冷塔;16、发电机;3. 空冷控制系统;;; 目前建设的火力发电厂空冷系统的控制大多直接纳入机组DCS系统，采用独立的冗余DPU（过程处理器）单元。
控制系统功能包括数据采集和处理系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、模拟量控制系统(MCS)。
空冷系统在集中控制室实现集中监控，由DCS的操作员站完成对其工艺系统的程序启/停、中断控制及单个设备的操作。
3.1 直接空冷控制系统本文以2×3OOMW空冷机组为例，介绍直接空冷系统的控制。
3.1.1 主要监控测点：(1)排汽压力(2)环境温度(3)大气压力(4)风速风向(5)凝结水温度(6)抽气温度(7)抽气压力(8)排汽管道凝结水收集装置液位(9)阀门位置显示和控制(10)空冷风机变频控制(11)抽真空系统(12)ACC清洗系统3.1.2 主要监控内容：控制系统通过控制启/停风机台数和改变风机转速来改变通过冷凝器换热片的空气流量，从而控制ACC性能。