300MW直接空冷机组介绍

300MW直接空冷机组运行情况介绍

李岗

1 漳山电厂直接空冷机组介绍

山西漳山发电有限责任公司位于山西省长治市北郊。于2001年10月11日成立，由北京能源投资（集团）有限公司和山西国际电力集团有限公司出资组建，出资比例分别为55%和45%。漳山一期工程装机容量为2×300MW，安装两台国产300MW直接空冷、脱硫、燃煤发电机组。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计和生产的单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机组;发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产; 锅炉为武汉锅炉厂有限责任公司生产。直接空冷系统采用德国巴克多尔公司设计，中国张家口巴克多尔公司生产的三排椭圆翅片管直接空冷系统。

漳山300MW机组每台机组空冷散热器配25个冷却单元，分为5列，每列的冷却单元的布置顺序为“K/K/D/K/K”。(K为顺流凝汽器, D为逆流凝汽器)单元排列方式如图1,2所示：空冷汽轮机的排汽经过排汽装置后，进入到主排汽管道固定点前的汽机排汽管道。排汽管道上设有大拉杆伸缩节，用于吸收此段管道的热膨胀。在管道底部有滑动支座。汽轮机的排汽经过固定点后进入固定点后的主蒸汽排汽管道。这段管道上设有固定点、安全阀、爆破片。管道在固定点右则经过三次变径逐次变成∮4900mm、∮4000mm、∮2800mm，在各变径段上分别引出五根∮2800mm 的蒸汽分配管道。这五根蒸汽分配管由中心高度﹢3.7m垂直上升到﹢41.117m，然后分别与各台机的五列空冷器的蒸汽分配管相连。通过蒸汽分配管汽轮机排汽首先进入顺流管束被冷却，然后进入逆流管束最终冷却并排出不凝结气体。本机组的空冷器由大管径的三排椭圆翅片管组成的管束、蒸汽分配管、凝结水联箱、支撑管束的构架组成。单台机共有250片管束，分成200片顺流管束和50片逆流管束，与风机组成20个顺流单元和5个逆流单元。冷凝所需要的冷空气由轴流风机从周围的环境中抽取，并吹到翅片管束的冷却表面。冷却空气量由变频风机进行调节。

排汽冷却成的凝结水汇集到空冷器的下部联箱，在自身重力作用下由凝结水管路引到凝结水箱。凝结水管中的凝结水沿管壁流下，进入除氧头内进行除氧排空，凝结水管中央空间是从除氧头中排出的不凝结气体逆流而上由抽真空系统抽走。另外，从主排汽管道上引出一根蒸汽平衡管道至凝结水箱，用于对进入凝结水箱疏水除氧以及保持凝结水箱中一定的温度和压力。凝结水泵设置两台，一台运行一台备用。如图1所示。

图1 直接空冷系统示意图

2 直接空冷凝汽器的热态冲清

对于空冷机组通常要在机组带大负荷之前完成热清洗。热态清洗的部件包括: 排汽装置、排汽管道、蒸汽分配管、散热器管束、凝结水收集管、凝结水箱等。要求凝结水中悬浮物的含量小于< 10 mg/L、铁含量〈1000ug/l时，就达到良好的清洗结果了。

根据经验, 蒸汽和凝结水的温度及流速越高, 冲洗效果越好。因此, 如何在最短的时间内达到最佳的冲洗效果，取决于冲洗的方案是否合理。一种方案是配备一个冲洗水收集池和冲洗水排放临时管道，在热冲洗时,, 凝结水通过临时管道被排放到冲洗水收集池, 再排放到雨水管道。一种方案是利用正式系统，冲洗水直接进入凝结水箱，由凝结水泵通过系统旁路排放到雨水管道。比较两种方案各有优缺点，前一种方案需要安装庞大的临时系统和防漏空措施；后一种方案由于直接进入正式系统，对凝结水泵和疏水泵入口滤网的及时清理显得非常重要，相对工作强度较大。两种方案的选取还取决于施工场地、施工成本等因素，漳山公司采用的是后一种方案。具体系统如图2 所示。

图2 空冷系统热态冲洗示意图

2.1 热态冲洗原则

为提高冲洗效果, 在管道和管束内希望有较大的蒸汽和凝结水流量及流速。经验表明, 当采用至少70% 的额定蒸汽流量时, 并不能保证在同一时刻在整个空冷装置内实现良好的冲洗效果。然而如果通过使单台风机和若干风机在全速下运行，而其它风机保持静止,利用部分凝汽器内形成较大的差压就可以实现部分空冷装置内部蒸汽和凝结水具有较大的流量和较高的流速。依次循环就可以逐步冲洗洗所有系统装置。为维持空冷系统真空在50KPa左右，当某一列装置被清洗时, 仅此列的风机全速运行, 其它各列的风机参与调整。

2.2 漳山发电公司空冷系统清洗的特点及冲洗效果

2.2.1漳山公司直接空冷系统在蒸汽分配管没有安装隔断蝶阀，热态冲洗采用正式系统，凝结水直接进入凝结水箱，简化的系统决定了冲洗有其明显特点。

2.2.2合理的风机控制方式满足了空冷系统冲洗效果。当某列被清洗时，此列的风机运行，其它各列风机低速运行或停止。其运行条件应保证机组背压和散热器安全。被清洗列的风机投运数量取决于环境温度，保持排汽压力50KPa。其风机的转速根据压力而定。

2.2.3冲洗系统增加的临时管路在系统冲洗结束后予以保留,以后在机组大修可以方便的进行热态冲洗,不需要再接临时冲洗管路。

2.2.4 清洗效果

热态冲洗从2004年7月24日8时至2004年7月28日8时结束仅用4天时间顺利完成,凝结水中悬浮物的含量由初始的979mg/L, 到结束时的6 mg/L、铁含量由开始冲洗时的1589ug/l,到结束时的305ug/l，效果良好.各阶段数据见图3、图4所示

图3 冲洗时间与铁含量关系

图4 冲洗时间与浊度的关系

2.2.5．空冷系统清洗的一些经验

(1) 排汽管道、蒸汽分配管和凝结水收集管在安装前进行喷砂处理是非常有效的基础工作，最好与现场系统安装配合进行，清洗完的管道尽快进行安装。

(2) 在空冷系统打风压试验前，系统内部的人工打磨和空气吹扫要等清洗工作要细致，不留死角，特别注意排汽装置内部、凝结水箱内部、散热管束的堵塞。

(3) 为保证空冷系统的大流量冲洗，对被冲洗的一列要监视凝结水的过冷度不超过5℃。

(4) 根据背压和凝结水温度是否饱和来对应决定如何调整风机。保持凝结水温度不低于70℃。

(5) 热冲洗结束之后, 为避免污垢藏于检测管路中，应将所用的仪表及管路进行冲洗。