超臨界直接空冷機(jī)組調(diào)試及運行技術(shù)

1.引言超臨界空冷機(jī)組兼具了超臨界機(jī)組的高效節(jié)能與空冷機(jī)組可節(jié)約水資源75%以上的特點，目前已成為我國北方缺水地區(qū)重點發(fā)展的主力機(jī)型。

2.超臨界空冷機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點：2.1表面凝汽式間接空冷系統(tǒng)（哈蒙系統(tǒng)）由表面式凝汽器與空冷塔構(gòu)成，冷卻水系統(tǒng)為密閉式循環(huán)，其散熱器是由外表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼翅片的若干個管束組成的。優(yōu)點：設(shè)備少，系統(tǒng)比較簡單，節(jié)約廠用電；冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)可按各自要求控制。缺點：冷卻水進(jìn)行兩次交換，傳熱效果差；在同樣設(shè)計氣溫下，汽輪機(jī)背壓較高，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性下降。

2.2混合式間接空冷系統(tǒng)（海勒系統(tǒng)）由噴射式凝汽器和裝有散熱器的空冷塔構(gòu)成，系統(tǒng)中的冷卻水進(jìn)入凝汽器直接與汽輪機(jī)乏氣混合并使其冷凝。受熱后的冷卻水80%由循環(huán)泵送至空冷塔散熱器，經(jīng)與空氣對流換熱冷卻后再送至噴射式凝汽器進(jìn)入下一個循環(huán)。優(yōu)點：混合式凝汽器體積?。黄啓C(jī)排汽管道短，真空系統(tǒng)小，保持了水冷的特點；經(jīng)濟(jì)性好。缺點：設(shè)備多，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備布置比較困難；由于采用了混合式凝汽器，系統(tǒng)中的冷卻水量相當(dāng)于鍋爐給水的30倍，從而增加了處理費用全鋁制散熱器的防凍性能差，冷卻效果受風(fēng)的影響大。

2.3直接空冷系統(tǒng)是指將汽輪機(jī)的乏氣直接用空氣來冷凝，所需冷卻空氣通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)，其散熱器是由外表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼翅片的若干個管束組成的。優(yōu)點：一次性投資低；易于在所有大氣溫度下實現(xiàn)冷卻空氣的均勻和穩(wěn)定分布。缺點：風(fēng)機(jī)消耗電力；冷卻空氣與汽輪機(jī)乏氣直接進(jìn)行熱交換。直接空冷間接空冷（混合式）間接空冷（表面式）運行效果良好，不宜帶尖峰負(fù)荷，良好，可帶尖峰負(fù)荷良好，不宜帶尖峰負(fù)荷防凍性能經(jīng)受-43℃—43℃有一定防凍能力有一定防凍能力熱風(fēng)再循環(huán)問題有無無廠用電風(fēng)機(jī)耗發(fā)電功率1.6%泵耗發(fā)電功率的0.3%泵耗發(fā)電功率的0.3%占地面積，m2/MW1540-6040-60散熱面積，m211.3—1.41.3--1.4初投資

11.51.52.4綜合比較

以上三種空氣冷卻方式都已得到成功的應(yīng)用，技術(shù)上是成功的，運行上是可靠的。直接空冷系統(tǒng)無論在單機(jī)容量還是在應(yīng)用上都發(fā)展較快，間接空冷系統(tǒng)的發(fā)展較為緩慢。通過綜合比較，直冷空冷是相對較為折中的方案，具有初投資小、占地少的優(yōu)勢。2.5經(jīng)濟(jì)性比較（2×600MW機(jī)組）

直接空冷比間接空冷投資?。?.6億元左右

節(jié)水方面：直冷0.2m3/s；濕冷：0.8m3/s

兩臺機(jī)組組年節(jié)水：1700—2000萬噸

比常規(guī)濕冷機(jī)組增加投資：10—12%

設(shè)計煤耗比濕冷高：9g/kWh；實際運行煤耗增加：15g/kWh

3.超臨界直接空冷汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)特點3.1本體結(jié)構(gòu)特點空冷汽輪機(jī)背壓高，蒸汽的焓降小，要達(dá)到與濕冷汽輪機(jī)相同的功率，最重要的措施是改進(jìn)汽輪機(jī)低壓部分的熱力設(shè)計和動力設(shè)計。

在本體結(jié)構(gòu)方面目前主要采用的技術(shù)包括：低壓通流部分采用光滑的斜通道型式，從而增大通流軸向間隙；各級靜葉為反扭可控渦型式，控制靜葉出氣邊厚度，減少尾跡損失；次末級及次次末級采用蜂窩式氣封，起到除濕與提高效率的作用；末級葉片的線型使葉型損失隨氣流速度的變化較小并采用高強(qiáng)度的能承受交變應(yīng)力的材料；采用較濕冷機(jī)組更短的末級葉片等。3.2凝汽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點鑒于直接空冷機(jī)組的真空容積較大，是同類型濕冷機(jī)組的3～4倍，凝結(jié)水溫度在夏季工況下可達(dá)到50-65℃，較同類型濕冷機(jī)組高20-30℃，為保證凝結(jié)水中鈉、氧含量達(dá)到運行設(shè)備要求，空冷機(jī)組一般在凝結(jié)水回水管道上設(shè)計低壓除氧器或在凝結(jié)水回水進(jìn)入排汽裝置內(nèi)部設(shè)計有特制的霧化噴頭，對凝結(jié)水進(jìn)行初步除氧，以提高凝結(jié)水品質(zhì)。

3.3輔機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點

直接空冷機(jī)組系統(tǒng)變頻空冷風(fēng)機(jī)（如600MW等級超臨界直接空冷機(jī)組一般配備56臺），另有輔機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)對閉冷水及冷油器等設(shè)備進(jìn)行冷卻，輔機(jī)循環(huán)水配備單獨的濕冷水塔或機(jī)力冷卻塔。

3.4超臨界直接空冷機(jī)組給水泵配備特點一般的直接空冷機(jī)組常規(guī)設(shè)計配備三臺50%容量的電動給水泵，但對于超臨界空冷機(jī)組而言，由于主汽參數(shù)高，要求給水泵出口壓力要達(dá)到30MPa以上，50%容量給水泵流量達(dá)到1000t/h以上。目前該參數(shù)的電動給水泵電機(jī)及耦合器造價很高。因此，目前超臨界直接空冷機(jī)組配備給水泵采用了多種靈活的方案。方案一：三臺35%容量的電動給水泵。方案二：兩臺50%容量配有單獨濕冷系統(tǒng)的汽動給水泵加一臺30%容量電動給水泵。方案三：單汽泵配置。在方案一中三臺35%容量電泵比三臺50%容量電泵造價節(jié)約一半以上。在方案二、三中配備汽泵的超臨界空冷機(jī)組，經(jīng)濟(jì)性較好，但汽泵需配備單獨的抽真空、凝結(jié)水、循環(huán)水等系統(tǒng)，增加了設(shè)備投運的復(fù)雜性。但同時在機(jī)組帶大負(fù)荷工況下系統(tǒng)無備用泵，對給水泵可靠性及日常運行維護(hù)水平要求較高。4.超臨界直接空冷機(jī)組的調(diào)試及運行關(guān)鍵技術(shù)4.1酸洗超臨界直接空冷機(jī)組直流鍋爐沒有汽包，無法排污，因此對汽水品質(zhì)要求極高。而對汽水品質(zhì)的控制從酸洗過程中就要開始，并嚴(yán)格把關(guān)。超臨界直接空冷機(jī)組的酸洗特點為要求高、范圍大，包括爐本體、啟動循環(huán)泵及系統(tǒng)、凝汽器及高低壓給水系統(tǒng)。如某600MW超臨界直接空冷機(jī)組進(jìn)行了高壓給水管道、爐本體的酸洗，并在酸洗階段即通過臨時管道對除氧器及＃2高加進(jìn)行加熱。啟動凝泵對低壓管道進(jìn)行堿洗。酸洗結(jié)束后對主要部位進(jìn)行了割管檢查，效果良好。4.2吹管超臨界直接空冷機(jī)組可選擇穩(wěn)壓與降壓吹管兩種方式。超臨界機(jī)組蓄熱量少，穩(wěn)壓吹管具備對鍋爐主要承壓部件及設(shè)備熱沖擊小、有效吹管時間長、吹管效果好等優(yōu)點，但這種方法實施起來相對更為復(fù)雜。主要體現(xiàn)在：吹管蒸汽流量大，燃燒強(qiáng)度高，需投粉吹管，易造成過、再熱器超溫；穩(wěn)壓吹管除鹽水量消耗大，超出設(shè)計補水能力；機(jī)側(cè)需投運更多的系統(tǒng)，對輔助輔汽需求量大。應(yīng)用穩(wěn)壓吹管方案需進(jìn)行的主要工作有：在過熱器出口增加臨時減溫水管路；加裝臨時補水系統(tǒng)向凝汽器補水；給水泵的投運需滿足給水流量在額定工況的30%以上，對于配備汽泵的超臨界直接空冷機(jī)組則需要投運至少一臺電泵及一臺汽泵，由于在超臨界直接空冷機(jī)組中汽泵配備單獨的真空、汽封、凝結(jié)水系統(tǒng)，相對于常規(guī)濕冷機(jī)組與主機(jī)系統(tǒng)的隔離更簡便。應(yīng)用穩(wěn)壓吹管，鍋爐側(cè)需具備投粉條件，由于目前超臨界機(jī)組普遍采用等離子、少油點火等技術(shù)，這一工作實施難度不大。超臨界空冷機(jī)組應(yīng)用降壓吹管方式，操作相對簡單。在系統(tǒng)布置中，一般在高排管道上加裝集粒器，過、再熱器一段式吹管。實際應(yīng)用數(shù)據(jù)表明降壓法吹管過再熱器吹管系數(shù)均可達(dá)到1.0以上，滿足吹管導(dǎo)則的相關(guān)要求。降壓法吹管過程易于控制，一般分兩階段進(jìn)行，進(jìn)行大冷卻一次，大冷卻過程中清理集粒器。汽機(jī)側(cè)給水系統(tǒng)只需投運一臺電泵即可滿足吹管需求。應(yīng)用降壓法吹管方案時需注意的問題有：部分集粒器阻力過大，影響了吹管效果及吹管系數(shù)，在大冷卻過程中應(yīng)去除集粒器；降壓吹管對除鹽水的消耗同樣較大，若儲水不足或控制不當(dāng)會造成吹管中斷等水的情況，這樣會造成對管道進(jìn)行了計劃外的冷卻，直接影響吹管進(jìn)度及吹管質(zhì)量的控制。吹管過程中存在大量臨時系統(tǒng)，包括為了加快進(jìn)度、節(jié)約工質(zhì)等進(jìn)行的系統(tǒng)臨時改造。在系統(tǒng)投送蒸汽前除對正式系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查外，臨時系統(tǒng)的檢查更不容忽視。特別是至凝汽器的疏水要有效隔離；吹管臨時管的布置是否存在過多的直角彎；臨時管道及消音器的膨脹是否受阻；臨時管道的布置是否離油管道過近；臨時管道的疏水排放是否安全，應(yīng)注意不要造成排放管的噴濺；在集粒器安裝前應(yīng)對其通流面積進(jìn)行檢查，對其阻力有大概的估計，以決定在第一階段結(jié)束后是否有必要去除等等問題。4.3汽動給水泵的試運直接空冷機(jī)組的驅(qū)動給水泵用小汽機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造的特點是：具有獨立的真空系統(tǒng)及凝結(jié)水系統(tǒng)。凝結(jié)水最終由小機(jī)凝結(jié)水泵輸送到主機(jī)排汽裝置；汽封、EH油與主機(jī)共用，配備有有隔離閥；進(jìn)汽管的及本體的部分疏水排放至主機(jī)排汽裝置；部分主機(jī)閥門門桿泄汽也回收到汽封供汽母管。小機(jī)投運的理想狀態(tài)是主機(jī)具備抽真空、送汽封條件。在條件不具備的情況下，可對系統(tǒng)進(jìn)行了改造。如某機(jī)組在汽泵投運時主機(jī)真空尚不具備條件，改造情況包括在門桿泄汽管道上加裝了隔離閥；在部分疏水管道上加裝了排地溝支管，并與主機(jī)排汽裝置隔離?？紤]到主機(jī)汽封隔離閥可能不嚴(yán)的問題，試運小機(jī)時主機(jī)投入盤車。由于小機(jī)低負(fù)荷工況下汽量較小，試運過程中小機(jī)凝汽器水位變化不大，并且真空較好，水溫較低，可正常向主機(jī)排汽裝置輸送。此外，在EH油循環(huán)過程中要確保小機(jī)同步進(jìn)行，包括調(diào)節(jié)部套及蓄能器等，以避免小機(jī)投運造成油質(zhì)下降。4.4空冷系統(tǒng)的熱態(tài)沖洗空冷系統(tǒng)臨時系統(tǒng)的布置如圖所示。其中容易被忽視的一點是化學(xué)取樣口必須低于水箱液面，否則有可能被抽干，放不出水。排放出水口最好能夠目測到，以便于觀察沖洗情況。空冷系統(tǒng)的管道一般銹蝕的比較厲害，安裝時的清理工序必不可少，對排汽管道、配汽管道等大口徑管道安裝時需對內(nèi)壁用鋼絲刷進(jìn)行清理等。清理不到位將嚴(yán)重影響熱態(tài)沖洗的時間進(jìn)度。為保證沖洗效果，空冷島熱態(tài)沖洗需保持水溫在70℃左右，對應(yīng)背壓為32kPa。4.5空冷系統(tǒng)真空檢漏空冷系統(tǒng)真空系統(tǒng)龐大，而空冷機(jī)組對真空要求非常高。除排汽裝置需進(jìn)行常規(guī)的灌水找漏外，空冷系統(tǒng)還需進(jìn)行正壓方式的氣密性試驗，一般試驗壓力為0.3bar。試驗時間24小時，壓降不超過50mbar/24h為合格。正壓試驗時不加裝排汽管道上的防爆膜。在實際試驗過程中漏點不少。并且試驗所需時間也不短，對這部分所需工時應(yīng)給予充分考慮。部分制造廠商還要求正壓試驗合格后進(jìn)行一小時負(fù)壓試驗。在檢漏合格后，需恢復(fù)空冷臨時系統(tǒng)，包括拆除排汽管道大堵板，安裝防爆膜等，這部分工作量需用時1.5－2天時間。在機(jī)組正式送汽封抽真空過程中若仍存在明顯的漏真空問題，則應(yīng)重點對后來恢復(fù)的臨時系統(tǒng)進(jìn)行檢查。在初期抽真空過程中，真空泵濾網(wǎng)因系統(tǒng)存在大量的銹皮、污垢極易堵塞，應(yīng)注意觀察電流及空冷背壓的變化情況，做好隨時清理濾網(wǎng)的準(zhǔn)備。

600MW等級機(jī)組空冷系統(tǒng)熱態(tài)沖洗耗水量約為400－500t/h，由于為開放式排放，儲水工作非常關(guān)健。并且由于一般凝補水泵沒有如此大的補水量，需在除鹽水箱處加裝臨時補水泵進(jìn)行補水。如果前期工作到位，流量、溫度控制得當(dāng)，空冷系統(tǒng)各列沖洗3－4次，總體工時約需2天左右的時間可沖洗合格，F(xiàn)e離子含量降至1ppm左右，安裝單位恢復(fù)臨時系統(tǒng)、再次點火、熱態(tài)沖洗合格一般需要2天時間。同時，為了加快進(jìn)度，在凝結(jié)水排水管及臨時排放管可考慮上加裝真空閥門，這樣沖洗合格后通過切換閥門即將系統(tǒng)切換為正式運行方式，凝結(jié)水回收至排汽裝置，進(jìn)行汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，節(jié)省了恢復(fù)系統(tǒng)及再次點火的時間。4.6機(jī)組啟動帶負(fù)荷一般制造廠規(guī)定冷態(tài)沖車參數(shù)為8MPa/380℃（主汽），1MPa/360℃（再熱汽）。但從實際情況來看，冷態(tài)啟動工況下，鍋爐維持這樣的主汽要溫度很困難，而該參數(shù)的確定主要是為保證鍋爐最小質(zhì)量流速。因此，如果鍋爐流量控制沒問題，沖車參數(shù)實際選擇為6MPa/380℃或8MPa/400℃。實際證明應(yīng)用較低的壓力，對暖機(jī)更為有利。超臨界直流鍋爐對水質(zhì)要求極高。這要求在啟動前應(yīng)盡快投運精處理系統(tǒng)。根據(jù)要求，沖車前機(jī)組主汽鐵與硅的指標(biāo)需達(dá)到50及30μg/L以下。啟動初期要達(dá)到這一指標(biāo)相當(dāng)困難，并且由于熱態(tài)沖洗過程中水質(zhì)差的條件下大量通過泄放閥排放，耗水量過大。針對這種情況在精處理投運正常后，爐水鐵與硅的指標(biāo)達(dá)到200μg/L以下時，即回收至排汽裝置以節(jié)約工質(zhì)。實際證明精處理正常投運后，汽水品質(zhì)的改善是很顯著的。主汽硅很快可降至100以下，F(xiàn)e含量由于在升參數(shù)過程中有所反復(fù)。同時，超臨界空冷機(jī)組在鍋爐吹管階段即應(yīng)投入精處理，可加強(qiáng)對系統(tǒng)的冷熱態(tài)沖洗。除及時投運精處理外，對汽水品質(zhì)的控制還有加強(qiáng)啟動放水的排放等手段。在玉環(huán)電廠100萬超超臨界機(jī)組試運中，在＃3高加危急疏水管道加裝臨時管引至鍋爐疏水箱，擴(kuò)容后進(jìn)行排放，水質(zhì)合格后回收，對蒸汽品質(zhì)的影響效果明顯。目前機(jī)組高加均可進(jìn)行隨機(jī)啟動，這樣應(yīng)在3000rpm或初負(fù)荷工況下進(jìn)行投運。同時，利用一切停機(jī)、停爐機(jī)會進(jìn)行鍋爐及汽機(jī)各容器的放水及濾網(wǎng)清洗工作對改善汽水品質(zhì)有著明顯效果。5.超臨界直接空冷機(jī)組運行中的典型問題及對策5.1銹垢對空冷系統(tǒng)的影響超臨界直接空冷機(jī)組配汽管道及換熱管束由于與空氣接觸，新機(jī)或大修后機(jī)組投入運行之前會而在內(nèi)表面生產(chǎn)鐵銹，此外現(xiàn)場安裝或檢修工作將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)殘留焊渣和塵垢，這些對系統(tǒng)正式運行都將帶來不利影響，如濾網(wǎng)堵塞、凝結(jié)水鐵含量超標(biāo)、精處理裝置故障等，影響機(jī)組出力。因此，在安裝和調(diào)試最后階段，必須對有關(guān)部件進(jìn)行清洗。對于能夠解體的管道及系統(tǒng)一般的處理方法為管道內(nèi)壁噴砂、人工刷洗、壓縮空氣吹掃等，并在機(jī)組啟動后進(jìn)行熱態(tài)沖洗。對于非安裝階段的機(jī)組一般不再安裝臨時沖洗管道，可通過凝結(jié)水啟動放水對沖洗水進(jìn)行排放，同時在啟動前應(yīng)做好儲水及清洗凝泵濾網(wǎng)的準(zhǔn)備工作。4.2冬季防凍的問題超臨界直接空冷機(jī)組冬季環(huán)境溫度低，如果排汽凝結(jié)放熱量小于其管線對環(huán)境的散熱量，排汽就在散熱片內(nèi)結(jié)冰，不能實現(xiàn)正常的汽水循環(huán)流動。可能阻塞空冷設(shè)備汽水工質(zhì)的正常凝結(jié)和流動過程，部分換熱板發(fā)生變形，排汽管線和散熱片中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，局部出現(xiàn)水擊現(xiàn)象和積水冰凍現(xiàn)象。通過對凍結(jié)機(jī)理進(jìn)行的分析與研究，超臨界直接空冷機(jī)組空冷系統(tǒng)凍結(jié)的原因，主要有：空冷凝汽器內(nèi)的蒸汽流量低于其設(shè)計值；冷卻空氣量過剩；真空系統(tǒng)漏入不凝結(jié)氣體過多等。上述兩方面原因出現(xiàn)的前提條件是環(huán)境溫度低于0℃。通過現(xiàn)場實踐、研究，造成上述問題發(fā)生的主要情況包括在低負(fù)荷工況下，汽輪機(jī)的總體排汽量減少，相應(yīng)地進(jìn)入各列的進(jìn)汽量也就減少；蒸汽分配箱入口蝶閥的嚴(yán)密性不好，在停運空冷凝汽器時，有少量蒸汽漏入蒸汽箱中，致使空冷凝汽器管束出現(xiàn)大面積結(jié)冰，凍壞管束；真空系統(tǒng)漏點多，導(dǎo)致蒸汽汽流被不凝結(jié)氣體阻塞，使蒸汽不能暢通地循環(huán)流動，變相加強(qiáng)了凝結(jié)水在回流管束中的冷卻效果。所以對空冷凝汽器的防凍必須從“控制蒸汽流量與冷卻介質(zhì)一空氣流量”來實現(xiàn)。超臨界空冷機(jī)組在冬季的主要防凍方法有：啟動初期加快燃燒增加進(jìn)入空冷系統(tǒng)的蒸汽流量，使空冷機(jī)組在短時間內(nèi)有足夠的進(jìn)汽。特別是在啟動階段，空冷系統(tǒng)開始進(jìn)汽后，進(jìn)汽量必須在30分鐘內(nèi)達(dá)到其額定汽量的20％。同時注意每一個凝結(jié)水溫度、抽氣溫度測點的變化。如果長期偏離所對應(yīng)的飽和溫度甚至低于0℃，應(yīng)馬上通過旁路或加強(qiáng)鍋爐燃燒的方法，增加進(jìn)汽量。當(dāng)由于某種原因，機(jī)組不能增加燃燒，空冷系統(tǒng)的進(jìn)汽量小于最低要求時，如短時間不能恢復(fù)，則應(yīng)切斷空冷進(jìn)汽；當(dāng)不能切除進(jìn)汽時應(yīng)果斷滅火停爐，查明原因后再重新點火，以免發(fā)生空冷凍結(jié)。在空冷凝汽器進(jìn)汽后，應(yīng)根據(jù)背壓、空冷凝汽器出口熱風(fēng)溫度、各列散熱器聯(lián)箱凝結(jié)水出口溫度，以及各列抽空氣溫度等參數(shù)綜合考慮后，適時啟動風(fēng)機(jī)。此外，較為常用的防凍手段還包括逆流風(fēng)機(jī)倒暖的方法，具體為根據(jù)各監(jiān)測點凝結(jié)水溫度的變化情況，逆流風(fēng)機(jī)已停運而空冷系統(tǒng)的抽氣溫度低于15℃時，則將逆流風(fēng)機(jī)切為手動，運行倒轉(zhuǎn)程序。4.3強(qiáng)風(fēng)對空冷系統(tǒng)的影響。過強(qiáng)的環(huán)境風(fēng)速對空冷系統(tǒng)造成的影響也是不容小視的。當(dāng)大風(fēng)掠過空冷冷卻管束時，一方面使空冷管束下部吸風(fēng)困難，另一方面使管束上方被大風(fēng)壓制，空冷排出的熱氣團(tuán)無法迅速消散，反而回流到空冷系統(tǒng)，這就是熱風(fēng)回流現(xiàn)象。當(dāng)大風(fēng)突然襲來時，可能造成機(jī)組排汽壓力急劇升高，真空下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致機(jī)組因低真空保護(hù)動作跳閘。對這一問題，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)機(jī)組所在地的氣象條件，加裝適當(dāng)高度的擋風(fēng)墻。同時，在機(jī)組運行過程中，需設(shè)立較為準(zhǔn)確的風(fēng)速測點，在大風(fēng)來臨前，應(yīng)對機(jī)組負(fù)荷及真空進(jìn)行調(diào)控，以保證有足夠的裕量，切忌機(jī)組真空“壓紅線”運行。4.4受熱面的清洗問題超臨界直接空冷機(jī)組普遍建設(shè)于我國北方干旱地區(qū)，氣候條件比較惡劣，沙塵天氣較多。直接空冷系統(tǒng)冷卻單元散熱翅片間距較小，散熱翅片表面不可避免的會存在積灰。一旦散熱面發(fā)生積灰，則會使冷卻空氣流動阻力增加，換熱效果變差，引起機(jī)組真空下降，使整個機(jī)組效率下降。目前，一般空冷系統(tǒng)均設(shè)計有較完善的外表面清洗系統(tǒng)，在運行維護(hù)過程中，要特別重視這一問題，定期對空冷凝汽器進(jìn)行清洗，保持良好的換熱狀態(tài)。4.5夏季高溫對空冷系統(tǒng)的影響過高的環(huán)境溫度，會造成空冷機(jī)組冷卻效果減弱，真空變差，甚至可能影響機(jī)組出力的問題。以某600MW等級超臨界直接空冷機(jī)組為例，夏季最高溫度可達(dá)到33℃以上，導(dǎo)致機(jī)組真空變差達(dá)到-32kPa，凝結(jié)水溫度達(dá)到70℃以上，造成精處理床料失效，退出運行。同時，汽水質(zhì)變差，機(jī)組帶負(fù)荷受阻。由于夏季背壓高、變化幅度大而頻繁，真空異常引起的后果更為嚴(yán)重。在排汽裝置喉部（即低壓缸排汽導(dǎo)流板下方）增設(shè)噴霧冷卻裝置，采用除鹽水做工質(zhì)?？蛇m當(dāng)降低汽輪機(jī)排汽溫度，減小空冷島熱負(fù)荷。該裝置受噴水量的限制，預(yù)計在夏季高溫季節(jié)可降低排汽背壓2Kpa左右。在空冷島風(fēng)機(jī)室內(nèi)（即風(fēng)機(jī)出口1米的位置）增設(shè)噴霧冷卻裝置，采用除鹽水做工質(zhì)。其目的是降低風(fēng)機(jī)出口的環(huán)境風(fēng)溫，從而實現(xiàn)提高空冷凝汽器的換熱效率。該裝置受除鹽水壓力和流量的限制預(yù)計在夏季高溫季節(jié)可降低排汽背壓2--3Kpa（兩列同時噴水）。

在空冷島平臺邊緣下方主、輔進(jìn)風(fēng)口增設(shè)4--5米高的“阻風(fēng)網(wǎng)”，當(dāng)環(huán)境風(fēng)速較大時，可降低空冷島迎風(fēng)面外緣風(fēng)機(jī)入口的橫向風(fēng)速，保證這些外緣風(fēng)機(jī)的正常出力。提高空冷凝汽器的整體換熱效率，降低機(jī)組的運行背壓。

進(jìn)入夏季前（即5月份前）應(yīng)對空冷凝汽器翅片管進(jìn)行高壓水沖洗，保證空冷凝汽器翅片管表面的清潔度，從而確?？绽淠髟谙募靖邷丶竟?jié)具有良好的換熱性能。

將空冷島主、輔進(jìn)風(fēng)口外緣風(fēng)機(jī)的葉片角度調(diào)大1—1.5度，增大外緣風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)效率，從而降低環(huán)境風(fēng)速較大時橫向風(fēng)速對這些外圍風(fēng)機(jī)出力的影響（在電機(jī)容量許可的情況下）。加裝了尖峰噴淋裝置，在夏季極熱條件下每天投運2小時左右，真空可提高6－8kPa，效果顯著。而這一措施應(yīng)用的是除鹽水，600MW等級機(jī)組消耗量約為150t/h左右。對這一方案，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的實際情況及環(huán)境、真空特性進(jìn)行確定。4.6超臨界直接空冷機(jī)組最佳真空的控制機(jī)組冬季運行時，空冷凝汽器的防凍問題較為突出，對機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運行來說，如何使空冷凝汽器不被凍結(jié)的情況下保持較高的真空顯然非常關(guān)鍵。超臨界空冷機(jī)組運行過程中靠降低空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，維持較高的背壓，較高的排汽溫度能達(dá)到一定的防凍效果，但這對于機(jī)組經(jīng)濟(jì)運行來說顯然很不利，背壓越高，汽輪機(jī)熱耗越大。要想提高機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性則應(yīng)提高空冷風(fēng)機(jī)運行轉(zhuǎn)速，降低機(jī)組背壓。但機(jī)組背壓降低到一定程度，則凝結(jié)水過冷度會快速提高，抽真空溫度下降較快，靠逆流風(fēng)機(jī)停運及反轉(zhuǎn)提高抽真空溫度，降低凝結(jié)水過冷度愈困難。通過現(xiàn)場進(jìn)行變背壓試驗表明：對600MW超臨界空冷機(jī)組，冬季環(huán)境溫度較低時，將機(jī)組背壓維持在9-10kPa較為合理。維持較低的背壓，在邏輯上必須增加空冷凝汽器及管路凍結(jié)的判斷，這一點猶為關(guān)鍵。一般情況靠逆流風(fēng)機(jī)的停運完全可以實現(xiàn)防凍，但在空冷凝汽器或管路已經(jīng)凍結(jié)時，逆流風(fēng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。應(yīng)進(jìn)一步完善增加控制邏輯有：當(dāng)環(huán)境溫度低于3℃且抽真空溫度低于15℃應(yīng)停運相應(yīng)逆流風(fēng)機(jī)，當(dāng)抽真空溫度高于35℃時，啟動相應(yīng)逆流風(fēng)機(jī)。當(dāng)環(huán)境溫度低于3℃且抽真空溫度低于5℃應(yīng)停運相應(yīng)逆流風(fēng)機(jī)，逆流風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)運行‘當(dāng)抽真空溫度高于20℃時，停運反轉(zhuǎn)逆流風(fēng)機(jī)。當(dāng)抽真空溫度高于35℃時，正轉(zhuǎn)啟動逆流風(fēng)機(jī)；當(dāng)環(huán)境溫度低于3℃且兩個凝結(jié)水溫度中任一凝結(jié)水溫度低于15℃，停運相應(yīng)順流風(fēng)機(jī)，當(dāng)兩個凝結(jié)水溫度都大于30℃時，啟動停運風(fēng)機(jī)。上述邏輯通過在現(xiàn)場的實際應(yīng)用，取得了較好的真空控制效果及機(jī)組運行經(jīng)濟(jì)性。5空冷系統(tǒng)的優(yōu)化運行綜合考慮機(jī)組負(fù)荷、氣溫、風(fēng)速、凝結(jié)水溫度、過冷度等因素，對空冷系統(tǒng)運行中風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化研究，保持排汽壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)，既保證機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，又能夠最大限度的降低廠用電率。5.1空冷凝汽器風(fēng)機(jī)控制

隨著環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度等的變化，機(jī)組背壓相應(yīng)變化。根據(jù)負(fù)荷和排汽壓力曲線及環(huán)境溫度等，通過控制風(fēng)機(jī)的臺數(shù)和風(fēng)機(jī)頻率，從而控制冷卻風(fēng)流量和速度，并且風(fēng)機(jī)最佳運行方式是投入臺數(shù)多而轉(zhuǎn)速均勻一致。理論計算表明：換熱面迎風(fēng)面風(fēng)速相同時風(fēng)機(jī)功耗最小，因空冷凝汽器所有風(fēng)機(jī)相同，所以所有風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)一致。但風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時其空載功率占比較大，所以當(dāng)所有風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低至額定轉(zhuǎn)速的20％左右時，如仍需減少風(fēng)量，則要按一定順序逐步停止風(fēng)機(jī)運行。5.2空冷凝汽器表面的清潔

根據(jù)地區(qū)多風(fēng)、多絮狀物等條件；空氣經(jīng)過換熱面時，空氣中的部分灰塵附著在散熱器表面；并且換熱面金屬溫度較高（夏季達(dá)70℃以上），對附著物有一定的燒結(jié)作用，不能自然掉落；下雨時雨水和氣溫降低時形成的水滴中的灰塵、鹽分同樣也會形成污垢。長時間運行后換熱面越老越來越臟，換熱系數(shù)下降。為了防止落在空冷凝汽器表面的灰塵影響散熱效果和腐蝕，需設(shè)置半自動的水力清洗系統(tǒng)，定期對空冷凝汽器進(jìn)行清洗，在機(jī)組運行中也應(yīng)能對空冷凝汽器進(jìn)行沖洗。

每年應(yīng)根據(jù)凝汽器真空和積灰情況，不定期應(yīng)沖洗空冷凝汽器外表面，將沉積在空冷凝汽器翅片間的灰、泥垢清洗干凈，保持空冷凝汽器良好的散熱性能，空冷凝汽器受環(huán)境影響非常臟，必須有沖洗設(shè)備，增加傳熱，并且利用除鹽水，循環(huán)利用。有的廠采用工業(yè)水沖洗，雖然降低了沖洗成本，但工業(yè)水硬度高，在沖洗時會形成新的水垢。實例：環(huán)境溫度26℃，負(fù)荷420MW，排汽壓力46kPa；利用高壓水沖洗后：環(huán)境溫度26℃，負(fù)荷600MW，排汽壓力46kPa，沖洗效果非常明顯。度夏以前空冷系統(tǒng)的清洗是非常必要的，