125MW空冷机组提高运行真空度的探讨

王磊+王雄

摘 要：我厂100万吨/年聚氯乙烯循环综合利用项目配套热电厂的汽轮机是由中国长江动力集团于2009年制造的C125-8.83/1.0型高温、高压、单轴、冲动、直接空冷凝汽式汽轮机。本文主要分析了机组运行过程中提高真空度的措施，通过多种方法的实践探索，提高了机组真空、增强了机组带负荷能力，为同类型机组夏季真空低限负荷问题提供借鉴经验。

关键词：水环式真空泵冷却系统改造；板式换热器；冷却器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.051

1 简介

热电公司4*125MW位于西北地区、煤炭资源比较丰富，但由于水资源匮乏，所以建造了直接空冷系统。但从运行八年来看直接空冷机组在夏季高温季节普遍存在出力受阻、不能满发的问题，夏季较高的空气温度会导致空冷岛冷却能力下降，降低机组真空，使机组实际出力低于设计出力，这大大降低机组的经济和安全性。因此，采取必要的度夏措施以提高机组的真空，是解决直接空冷机组夏季出力受阻，提高机组经济性和安全性的有效途径之一。我厂通过对水环式真空泵冷却系统改造；水环真空泵板式换热器改造；空冷岛加装喷淋雾化装置；空冷冲洗自动改造；水环真空泵入口加装冷却器等措施，解决了夏季机组真空低的问题。

2 空冷系统现存在的问题

（1）空冷凝汽器基本概况。公司（4×125MW）自备电厂采用煤粉锅炉、抽汽式直接空冷汽轮机，发电机采用空冷方式。

空冷凝汽器为中国双良公司供货，直接排汽装置系统由4列组成，每列4个风机单元（每个风机单元1台风机），共16个风机单元。每列第二个风机单元（从蒸汽分配管入口方向依次为一、二、三、四）为逆流风机单元。

（2）空冷凝汽器運行性能。空冷凝汽器建成后，运行性能差。特别在夏季高温，机组运行背压高而被迫降负荷，极端情况机组运行功率只有 100MW。№4机组运行数据见表 ：

从表可以看出，机组无法满负荷运行，并且真空已经严重运行机组的安全运行。夏季空冷风机多数时间在 110%转速运行，空冷系统厂用电一直偏高。通过调研：上湾电厂、地县电厂经过比较，北元电厂机组空冷凝汽器散热面积明显偏小，并且空冷岛所在位置处于洼地，导致在夏季高温环境机组带负荷能力急剧下降，严重影响机组安全经济运行。

3 提高机组真空的方法和途径

（1）消除真空系统的泄漏点。定期对空冷系统进行真空查漏工作，将真空泄漏率控制在100Pa/min 内。

（2）空冷岛安装喷淋雾化装置。在空冷风岛入口，装设由若干喷头组成的喷雾装置。除盐水通过喷头以一定的喷射角向其四周喷射细小颗粒的雾状水滴，与空气接触混合，通过传热、传质，形成气、水混合物。可有效的降低进入散热器的空气温度。

（3）空冷冲洗自动化。我厂冲洗系统需要靠人工推动来完成清洗，且左右滑动轨道损坏严重，常出现卡瑟现象；上下每一个方向完成之后不能自动返回，空冷岛冲洗期间每次只能冲洗一面散热翅片，造成冲洗效率低下，不能达到快速降低机组运行背压的目的；柱塞水泵出水口管道震动较大，长时间运行可能导致管道焊接处开裂，存在严重安全隐患；柱塞水泵易损零件较多，频繁运行容易造成零件损坏，冲洗工作人工成本较高，夏季高温期间容易引起工作人员中暑，存在安全隐患。通过改造冲洗系统为自动冲洗左右行走机构使用齿轮齿条传动系统，驱动力强，稳定性高；上下驱动采用皮带传动，行走小车使用的是高强度不锈钢轴承做滚轮，行走流畅，不生锈，耐久性好。采用上述方式后，针对不同区域合理选配冲洗，既保护翅片冲洗时不损坏又将积存在管束内部的杂物彻底冲洗出去。

（4）增加水环真空泵板式换热器的换热面积。每台真空泵板式换热器的面积约为14.4m2 ，通过运行数据得出在夏季运行工况下，真空泵板式换热器的换热面积不能全部冷却真空泵的工作液。通过计算我厂将真空泵的板式换热器面积增加到43m2，夏季运行工况工作液降低至30℃。

（5）真空泵管道加装冷却装置。在空冷岛抽出的蒸汽空气混合物，一般情况下蒸汽占2/3，空气占1/3。混合物中的蒸汽一方面降低了水环真空泵的工作能力，另一方面对真空泵的工作液进行加热，影响真空泵的性能。如果在混合物进入真空泵前对其进行冷却凝结，可以大大提高水环真空泵的工作能力。改造系统图：

4 结论

针对夏季高温季节机组真空低、严重限负荷温，通过采用真空系统查漏、空冷自动冲洗、提高真空泵出力、加装空冷喷淋系统等方法的综合应用，提高了机组真空度和带负荷能力，从而保证机组的安全经济运行。

参考文献：

[1]王兴平，黄功文，张林.电厂水环式真空泵冷却系统的问题及其对机组出力的影响[J].动力工程，2004.

[2]大型火电机组经济运行及节能优化[S].大唐国际发电股份有限公司.

作者简介：王磊（1987-），男，陕西神木人，初级工程师，研究方向：汽轮机经济运行。endprint