空冷自动冲洗对汽轮机真空的影响

空冷自动冲洗对汽轮机真空的影响

张伟雄

陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司

摘要：对在役空冷机组自动冲洗进行了实践调研分析，得出我国北方地区夏季炎热天气提高机组真空、改善机组出力的主要措施是对空冷岛冲洗系统进行自动改造，提高冲洗效率，实现迎峰度夏的目的[1]；同时对四台125MW汽轮机组空冷自动装置改造前后机组出力、真空进行对比，进一步证实北方夏季炎热天气迎峰度夏有效的方法是改造空冷自动冲洗装置，提高了空冷岛冲洗效率，为同类型机组空冷自动冲洗改造提供参考依据。

关键词：汽轮机；空冷；冲洗

前言

某机组汽轮机为C125－8.83/1.0型，高压双缸双排汽、冲动、单抽、直接空冷凝汽式汽轮机。发电机型号为QF-125-2。机组凝汽系统为直接空冷系统，每台机组设有直径9米，16台空冷风机进行强制冷却。汽轮机做功后排出的乏汽，经一根DN5000mm排汽管道引至厂房外，分成两根DN3000mm的管道垂直上升至40米高度后，分出8根直径为DN2000mm的蒸汽分配管，将乏汽引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱，空冲岛平台高度为48m，每台机组共有16台空冷风机，采用四排四列布置方式。散热片尺寸为10000mm×2220mm，风机额定转速为69rpm。每面散热面设有一台冲洗小车，冲洗小车上下移动由操作人员控制，左右移动靠人手推，单面冲洗超过12小时，且作业过程中存在上下过力矩、左右重复冲洗或冲洗不到的部分，影响冲洗效果和周期。

1.空冷冲洗装置的原理

高压蒸汽在汽轮机中做功后，外排蒸汽通过直接空冷系统进行冷却凝结成水回用，整个空冷系统为真空系统。在北方夏季，由于环境温度高，空冷系统换热效率低，导致汽轮机低压缸排汽压力升高，影响发电机发电负荷。空冷冲洗的原理是：高压水经过喷嘴后形成具有一定压力、一定面积的高压冲洗水面，高压冲洗水直接对散热片进行冲洗，将黏附在散热片缝隙中的污垢、柳絮等污物冲洗掉，从而提高散热片的散热效果，提高机组的运行真空，增加机组夏季运行时的出力[3]。

2.调研分析

2.1调研某330MW电厂#2、3机组改造方案及效果如下：

两台机组共用一台高压冲洗水泵，冲洗水泵型号：流量10t/h、压力17MPa柱塞水泵；供水管路使用的是DN40不锈钢管，空冷岛上供水管变径为DN32管路；控制系统使用西门子PLC自动控制系统、西门子液晶显示工作状态及故障报警系统。每面散热片设置一台冲洗小车，冲洗架设有8个冲洗喷头。

改造后机组冲洗效率大大提高，由原来的16h/面提高到12h/面，且冲洗过的散热片没有重复冲洗和夹缝冲洗不到的部分；机组提真空效果明显，机组负荷330MW时真空能提高0.5Kpa，增加了发电成本。

2.2调研某600MW发电厂#1、2机组改造方案及效果如下：

两台机组共用一台高压冲洗水泵，冲洗水泵型号：流量10t/h、压力17MPa柱塞水泵；供水管路使用的是DN50不锈钢管，空冷岛上供水管变径为DN40管路；控制系统使用西门子PLC自动控制系统、西门子液晶显示工作状态及故障报警系统。每面散热片设置一台冲洗小车，冲洗架设有8个冲洗喷头。

改造后机组冲洗效率大大提高，由原来的20h/面提高到16h/面，且冲洗过的散热片没有重复冲洗和夹缝冲洗不到的部分；机组提真空效果明显，机组负荷600MW时真空能提高0.3Kpa，增加了发电成本。

3.针对上述调研，某125MW发电厂四台机组改造方案及效果如下：

结合上述两家电厂空冷自动冲洗改造方案及实施效果，将125MW机组空冷自动冲洗改造方案优化为：原冲洗水泵、管道、上下驱动电机不变，在冲洗泵出口增加蓄能器，每个冲洗架上的冲洗喷头增加至12个，增加左右驱动电机，上下、左右设置限位开关，喷头更换为：（型号：2507，厂家：德国莱克勒，出口压力：10MPa，单喷头流量0.83m3/h），实现上下、左右自动移动冲洗，实现了自动冲洗空冷散热片的目的。

该项目于2017年3月陆续建设，2018年8月全部建成投入运行。试验参数变化见附表。根据附表数据得出：环境温度平均为29℃，负荷71.99MW，自动冲洗系统运行时平均真空值为71.99KPa，自动冲洗系统停运时真空值为71.79KPa，自动冲洗系统启动可提高真空值0.2KPa。

效益分析：利用插值法算出提高真空5KPa，每台机组3个月可增加发电约18.312万度，按照下网电价0.45元/kwh计算，可减少下网电费为：18.312*0.45=8.2万元。由上述可知，空冷机组冲洗装置改造后效果非常可观。

4.结束语

由于北方地区夏季温度较高，且春季柳絮、尘污等导致空冷散热片换热效率降低，空冷机组出力受限，改造空冷冲洗装置已成为提高机组负荷的有效做法，对机组经济性影响较大[2]。本文通过对330MW、600MW机组空冷自动冲洗装置改造，得出自动冲洗能节约冲洗时间，提高机组真空；并针对四台125MW机组空冷自动冲洗改造前后机组运行情况对比，充分说明空冷自动改造对空冷机组提高出力效果显著，可以供同型式机组空冷自动改造作为参考。

参考文献：

[1]唐建伟，张精桥.空冷机组空冷岛冲洗策略[J].华北电力技术，2013（06）：61-62+70.

[2]李刚.超临界直接空冷机组空冷岛节能综合改造[J].河北电力技术，2017，36（03）：50-53.

[3]崔建勋.600MW超临界直接空冷机组空冷岛冲洗系统改造分析[J].河北电力技术，2015，13（03）：12-34.