直接空冷机组冷端系统节能措施及优化运行分析.doc

北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂 2×600MW直接空冷 可行性研究与应用报告 2014年01月 目 录 1 概 述 1 2 技术方案的确定 4 3 方案的计算及优化 7 4 工程设想 12 5 投资估算及成本效益分析 24 6 结论及存在的问题 26 7 工程应用实例 27 概 述 项目背景及其必要性 目前，我国电力产业处于持续快速发展的时期，但电力节能工作的压力也随之而来。直接空冷凝汽器系统（ACC）是我国西北地区火力发电厂近年来新兴的蒸汽冷凝技术。目前国内空冷电厂主要集中在西北、华北等地区，直接空冷系统以其无污染、理论上不耗水、不受水源限制等优点得到了社会的认可，部分地区甚至被强制采用。我国西北内陆地区多属于中温带干旱区，具有典型的大陆性气候特征。冬冷、春旱、夏热，温差大，冬春季风沙天气较多。基于以上气温、大风、沙尘等外界客观因素，加之设备使用年限的增长，直接空冷的换热性能，从而直接导致汽轮机背压变幅较大、机组出力受限、煤耗率提高，凝结水品质降低，电厂热经济性降低等结果，严重时会导致直接空冷机组运行背压骤升而造成机组停机，对于直接空冷机组比较集中的地区，将直接影响电网运行安全。 （2）直接空冷机组风机数量多、功率大，夏季运行风机群总功率占机组额定功率的0.754%左右。为解决夏季满负荷问题采用调节风机转速的方法更是使风机消耗功率增加至1.00%。 且由于直接空冷系统的容量限制及换热原理的局限，部分电厂给水泵多采用电机拖动形式，电厂生产厂用电率较高难以控制。 （3）直接空冷系统不同风向和不同风速影响比较敏感，，不同的风向会对空冷系统形成热回流Matimba6×665MW空冷电站，曾经由于大风的影响而出现过停机事故，国内大部分地区亦是如此。 （4）极端温度对换热面积需求不同的自身矛盾，为提高夏季机组热经济性，建设期间采用较低的ITD值（本项目为36.7）且采用较大的顺逆比（（本项目为5.67:1）），从而增加建设投资，导致后期冬季运行管理费用增加，甚至导致换热管束变形冻裂。 （5）夏季凝结水温度较高，对于有凝结水精处理系统的机组，将直接影响凝结水精处理系统工作性能，较差的汽水品质将导致锅炉受热面结垢，汽轮机叶片喷嘴等通流部分结垢程度，增加锅炉爆管机率，降低电厂机组运行的安全性与经济性。 因此，只有解决直接空冷系统目前面临的问题，提高直接空冷机组迎峰渡夏能力，才能有效的达到节能减排，安全经济运行，本项目便是在此背景下提出进行建设的。 项目概况 项目名称：直接空冷 工程建设规模：本工程是在#7、#发电机组及设计基础资料火电厂设计技术规定的有效版本 研究范围 根据《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》（DL/T 5375-2008）及其他编制依据的有关要求，结合本工程实际，确定本阶段研究工作的范围主要包括： 根据项目实际情况，初步拟定工程技术方案； 工艺系统、供水水源、建筑结构等设施； 设备计算选型，总规划布置； 环境保护； 投资估算和技术方案的确定 对于空冷机组而言，降低蒸汽终参数是提高机组热经济性的有效方法之一，也是保证其安全运行的有效途径。之前所述，直接空冷机组对环境流场、温度的变化影响十分敏感，尤其对夏季高温大风天气。因此，在保证机组安全经济运行，同时降低供电标准煤耗的前提下，增加空冷机组冷端散热能力，便成了保证直接空冷机组迎峰渡夏的有效方。目前，国内现有的工程实例或理论基础有： 增设喷淋（雾）装置，其特点主要是 设备投资成本低，安装简易、快捷，运行维护简单。 喷淋（雾）系统采用，成本高；喷淋水易造成轴流风机损坏空冷岛下部空间染污严重，对空冷岛下部主变等设施造成安全。 增风机风量增加散热器面积 现有空冷系统为保证汽轮机排汽进入每列空冷冷却单元的蒸汽均布，蒸汽分配管设计成对称分布，新增一列空冷冷却单元必然造成蒸汽分配管不对称分布，造成蒸汽进入每列空冷冷却单元时发生偏流现象，偏流部分空冷冷却单元背压高，冬季空冷换热管易冻裂。 工程量大空冷机组配套的抽真空系统（真空泵）因空冷系统容积变化也要相应改变，投资费用增加造价高。 夏季受高温环境影响，换热温差降低，空冷换热系数降低，仅靠增加空冷冷却单元数不能有效解决空冷机组夏季出力受限问题。 施工困难增加空冷冷却单元受场地条件限制，土建、钢结构、管道等施工难度较新建工程难度大。 增加水冷系统水冷系统由水冷凝汽器、凉水塔、循环水泵、管线、阀门等组成，水冷系统循环管网与原地下管网相互影响，系统复杂改造施工困难。 循环水量大1kg水升高1带走1kcal热量，1kg凝汽放出570kcal热量，假设循环水温升8，则冷凝1kg蒸汽需要5070kg循环水。 耗电量大冷却循环水量大，水泵扬程大（凉水塔所需循环水泵扬程一般为22~26m），造成循环水泵功率大；凉水水塔风机功率大。