某600 MW 直接空冷机组排汽压力特性分析_刘致成

664 483 600 413 652 950
2 093 450 2 011 095 2 011 095
538
16.637 1 341 344
15
538
16.67
1 332 232
15
538
16.67
1 276 923
15
2 421.3 2 541.6 2 392.7
284.1 281.2 281.5
1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 /(m·s-1)
（a）环境温度 0 益
600 MW 570 MW 540 MW 510 MW
10 1.2
140 100
1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 /(m·s-1)
（b）环境温度 10 益
600 MW 570 MW 540 MW 510 MW
40 20
气压力的影响。得到环境温度及机组负荷对机组排汽压力的影响规律，以及空冷凝汽器迎风面速度对排汽压力的影
响规律，对于实际的运行有一定的借鉴意义。
关键词：直接空冷；排汽压力；时刻
中图分类号：TK264.1+1
文献标志码：A
文章编号：1005－7676 （2016） 02－0042－06
LIU Zhicheng
图 8 是 1 月 1 日某电厂的实际运行数据，分别
机组安全运行，环境温度 9 点到 15 点快速上升的 是排汽背压、机组负荷和环境温度的变化曲线。机
时，机组背压也快速上升，背压的变化和环境温度 组在冬季环境温度比较低的情况下，背压也比较低，
15
600
24
13
550
20
11
500
16
9
450
12
7
400
3 排汽压力的实际变化规律
图 5 为某年 4 月 1 日的 24 h 里，排汽压力、机 组负荷和环境温度随时间的变化曲线。机组背压随 着环境温度的上升而随着升高[3]。环境温度在一天中 先降低，再升高，又降低，在凌晨时最低，中午 12 点后到 14 点最高，以后又逐步下降。机组的负荷在 10 kPa 左右波动，机组负荷波动比较大。当从 11 点 到 18 点时，环境温度由 0 益上升到 15 益时，发现 机组的背压也是从 8.5 kPa 上升到 11.4 kPa，同时机 组的负荷也由最低的 500 MW 上升到 560 MW 以 上，说明随着环境温度的上升，排汽压力和机组负 荷也上升。当机组负荷升高时，背压也上升。
回热级数
额定蒸汽流量 /(kJ·(kW·h)-1)
3 000
15
35
276
三高、三低、一除氧
1 847.7
表 2 机组主要概况热力特性
工况
发电机
汽轮机
主汽
主汽
凝汽器
背压 / 排汽焓值 / 给水
热耗 /
功率 /kW 进汽量 /(kg·h-1) 温度 /益 压力 /MPa 流量 /(kg·h-1) kPa
11
图 4 为不同的环境温度和负荷下，传热系数和 机组负荷之间的规律。风速为 2.5 m/s，环境温度变 化时，排汽压力随传热系数变化规律。在相同环境 温度下，排汽压力随传热系数的增大而下降，并且 当环境温度越高，排气压力的下降的幅度也就越大。 当传热系数越小时，排气压力的上升就越快。随着 环境温度的升高，排汽压力的变化量也越来越大。0 益时的曲线比较平缓，30 益的曲线的斜率非常大。
28
10 益
15 益
20 益
24
15 益 30 益
20
16
12
8
350 400 450 500 550 600 负荷 /MW
图 2 不同环境温度下，机组负荷和背压的变化规律
时的上升值高于环境温度较低的上升值。 图 3 为不同的功率和环境温度下，迎风面风速
和排汽压力之间的关系。根据排汽压力模型分析， 迎面风速使得排汽压力发生变化。分析发现，随着 风速的降低，凝汽器排汽压力逐渐上升，而且风速 越低，排汽压力增长越快。当机组功率增大时，排 汽压力也随之上升[2]。随着环境温度的升高，排汽压 力也快速上升，风速越低增长速度越快。
500 0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
-5 -10
0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
时刻
时刻
时刻
（a）排汽压力随时刻的变化规律
（b）机组负荷随时刻的变化规律
（c）环境温度随时刻的变化规律
图 5 春季排汽压力、机组负荷、环境温度随时刻的变化规律
20
540
30
0 1.2
90 70 50
60
20
1.6 2.0 2.4 2.8 3.2
1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2
/(m·s-1)
/(m·s-1)
（c）环境温度 20 益
（d）环境温度 30 益
图 3 不同功率和环境温度下，凝汽器压力随迎面风速变化曲线
35 ℃
30 ℃
25 ℃
70
20 ℃
15 ℃
10 ℃
5℃ 0℃
50
35 ℃ 30 ℃ 25 ℃ 20 ℃ 15 ℃
10 ℃ 5℃ 0℃
30
30
10 40
60 40
50 60 70 80 /%
（a）100%负荷
90 100
35 ℃ 30 ℃ 25 ℃ 20 ℃ 15 ℃ 10 ℃ 5℃ 0℃
10 40
60 40
50 60 70 80 /%
（b）95%负荷
在图 6 中，排汽压力、机组负荷和环境温度在 一天 24 h 的变化，这是某年 7 月 1 日的数据。由图
窑44窑
35 25 15
能源研究与管理 2016 （2）
600 MW
70
570 MW
540 MW
510 MW
50
30
研究与探讨
600 MW 570 MW 540 MW 510 MW
5 1.2
100 80 60
图 2 是不同的环境温度下，机组负荷和背压的 变化规律[1]。当环境温度较高时，机组的背压随着负 荷的变化而上升，当机组负荷从 550 MW 增加到 600 MW，环境温度为 10 益时，机组背压由 11.5 kPa 增加到 13 kPa，增加 1.5 kPa。随着机组负荷的 上升，机组的排汽压力不断的升高。环境温度较高
图 1 是 7 种不同的机组负荷下，环境温度和机 组背压的变化规律。从图 1 可以看出，随着环境温 度上升，机组的排汽压力不断上升，环境温度较低
收稿日期：2016-01-19 作者简介：刘致诚 （1986—），男 ，山西长治人，工程师，硕士，2011 年毕业于西安交通大学，热能工程专业，主要从事火电
压的变化曲线，发现两者基本重合，夏季的温度高 大风对空冷系统的影响特别明显，影响到机组的安
于春季，背压也在 20 kPa 以上，机组负荷在 7 点到 全运行。当背压的快速升高时应当提高风机转速，
研究与探讨
能源研究与管理 2016 （2）
窑45窑
560
15
10.5
10
540 5
9.5
520
0
8.5 0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
8
0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
时刻
时刻
时刻
（a）排汽压力随时刻的变化规律
（b）机组负荷随时刻的变化规律
（c）环境温度随时刻的变化规律
图 7 秋季排汽压力、机组负荷、环境温度随时刻的变化规律
air-cooled; pressure; time
1 直接空冷凝汽器排汽压力的变化规律
分析该机组的实际运行数据，对于典型季节、 典型时刻排汽压力及空冷凝汽器的实际运行状况进 行调查分析，查清其性能的变化规律。空冷的温度 变化的幅度很大，一天 24 h 中午后明显要高于早晨 的温度，一年中夏季温度也是平均温度在 30 益以 上，而冬季在-10 益以下，由于空气温度的很不稳 定，而且受北方地区大风的影响，特别是夏季对空 冷机组的影响特别大，经常发生跳闸事故。而且由 于风向不断变化[1]，对空冷凝汽器的调节就非常的关 键了。冬季的环境温度低导致机组背压降低，凝汽 器易发生冻结。凝汽器需要很好的维护，经常清理，
（State Grid Shanxi Electric Power Research Institute, Taiyuan 030001, China）
Impact of various factors on exhaust pressure were compared at different times in the day and under the same load, and effects of various factors on exhaust pressure also were compared at different seasons of the year and under the same load. The law of the ambient temperature and load effect on turbine exhaust pressure, and air cooled condenser windward speed on exhaust steam pressure were received, for the actual operation has a certain significance.
窑42窑
能源研究与管理 2016 （2）
DOI：10.16056/j.1005-7676.2016.02.010
研究与探讨
某 600 MW 直接空冷机组排汽压力特性分析
刘致诚
（国网山西省电力公司电力科学研究院，太原 030001）
摘 要：比较 1 d 中不同时刻，相同负荷下各因素对排气压力的影响，比较 1 a 的不同季节，相同负荷下各因素对排
8 044 8 627 7 931
40
600 MW
570 MW
540 MW
510 MW
30
480 MW
450 MW
420 MW
20
10
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 a1 /益
图 1 不同机组负荷下，环境温度和背压的变化规律
时，上升比较缓慢，当环境温度较高时，排汽压力 上升较快。机组负荷越高，随着环境温度的上升， 排汽压力上升越快。
520
26
16
500
22
12 0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
480 0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
18 0:00 5:00 10:00 15:00 20:00
时刻
时刻
时刻
（a）排汽压力随时刻的变化规律
（b）机组负荷随时刻的变化规律
（c）环境温度随时刻的变化规律
(kg·h-1) 温度 /益 (kJ·(kW·h)-1)
THA
600 184 1 848 788
538
16.67
1 218 393
15
2 434.9 276.0
8 064
TMCR
643 425 2 011 095
538
16.67
1 307 047
15
2 425.5 281.5
8 048
VWO 铭牌工况 阻断背压工况
90 100
35 ℃ 30 ℃ 25 ℃ 20 ℃ 15 ℃ 10 ℃ 5℃ 0℃
20
20
0 40 50 60 70 80 90 100
0 40 50 60 70 80 90 100
/% （c）90%负荷
/% （d）85%负荷
图 4 不同功率和环境温度下，凝汽器压力随传热系数变化曲线
6 可观察夏季的一天环境温度的变化曲线和机组背 9 点出现明显下降是由于大风影响，在夏季的时候，
如果凝汽器发生结垢，对机组背压的影响是比较大 的，管外的灰尘需要经常冷机组为上海汽轮机厂生产的 N600-16. 67/538538 型亚临界之间再热直接空冷凝汽式汽轮 机，表 1 为汽轮机主要的技术参数。
表 2 是主要工 况的热力 特性 ， 机 组在 THA、 TMCR、VWO、铭牌工况和阻断背压工况下的主要 运行参数。
机组调试、性能试验和故障诊断等方面的研究。
研究与探讨
能源研究与管理 2016 （2）
窑43窑
表 1 汽轮机主要技术参数
额定功率 /MW
最大连续功率 /MW 额定蒸汽压力 /kPa
额定蒸汽温度 /益 额定再热蒸汽温度 /益
600
643
16.67
538
538
工作转速 /(r·min-1) 额定背压 /kPa 夏季工况背压 /kPa 给水温度 /益
图 6 夏季排汽压力、机组负荷、环境温度随时刻的变化规律
防止背压过快的上升。
同步变化。当机组负荷下降时，背压也随着下降，
图 7 是根据某年 10 月 1 日的数据绘制的曲线， 如图中 19 点到 24 点。机组的背压增长和环境温度
分别是排汽压力、机组负荷和环境温度随时间的变 的增长是同步的。
化曲线。从图 7 得出，秋季的机组负荷比较平稳，