直接空冷技术、施工及调试工作的探讨
摘要：我国华北、西北、东北地区普遍寒冷缺水，电站建设往往受制于水源。
作为一项在富煤缺水地区很有前途的生产方式，空冷技术已经显示出巨大的发展潜力。
空气冷却分为间接冷却和直接空冷两种，与间接空气冷却相比，直接空冷机组更适于寒冷的地区运行，其最大特点是防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更环保，空冷的施工和调试工作在工程项目实施过程中也是很重要的。
毕业论文网 关键词：直接空冷施工调试 Abstract: In China‘s north, northwest, northeast regions, most of them are lack of water, the power plant construction often is limited by water. As a rich coal but lack of water region is a promising mode of production and air cooling technology has shown great potential of development. Air cooling is divided into indirect cooling and direct air cold two kinds, compared with indirect air cooling, direct air—cooling unit is more suitable for cold region operation, the biggest characteristic is to prevent a good performance, saving water, cover an area of an area small, low investment, more environmental protection, construction and commissioning of the air cold working in engineering project implementation process is also very important. Key Words: direct air cold; construction; debugging 中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号： 一、直接空冷技术的介绍 1．系统 1．1特点 无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可行的。
但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。
这些问题有的已得到解决，从国内已投运的200MW空冷机组运行实践证明了这一点。
从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点： (1)背压高； (2)由于强制通风的风机，厂用电率高； (3)强制通风的风机产生噪声大； (4)钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小； (5)效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右； (6)造价相比经济。
2．组成和范围 2．1热力系统 直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入空冷凝汽器，其冷凝水回到排汽装置由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。
2．2组成和范围 自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括： (1)汽轮机低压缸排汽管道； (2)空冷凝汽器管束； (3)凝结水系统； (4)空气系统； (5)疏水系统； (6)通风系统；（风机、减速机、电机、隔离网） (7)直接空冷支撑结构； (8)自控系统； (9)清洗装置。
3．工作原理 汽轮机排汽在空冷凝汽器中被空气冷却而凝结成水，排汽与空气之间的热交换是在表面式空冷凝汽器内完成。
在直接空冷换热过程中，利用散热器翅片管外侧流过的冷空气，将凝汽器中从处于真空状态下的汽轮机排出的热介质饱和蒸汽冷凝，最后冷凝后的凝结水经处理后返回锅炉。
下图为直接空冷系统工作流程图 4．有待研究的几个问题 直接空冷系统在国内处于起步阶段，在设计和运行上均缺乏更多经验，电厂业主关注的不仅是空冷系统设计优化的经济性，更关心的是空冷系统的安全性，所谓安全性主要包括两个方面：一是夏季高温能否保证设计考核点的满发，二是在冬季低温条件下能否有效防冻。
为此，在直接空冷系统设计和运行过程中有必要研究和总结以下几方面的课题： 4．1大风影响 直接空冷系统受不同风向和不同风速影响比较敏感，特别是风速超过3．0m／s以上时，对空冷系统散热效果就有一定影响，特别是当风速达到6．0/s以上时，不同的风向会对空冷系统形成热回流，甚至降低风机效率。
为了使大风的影响降低到最低限度，设计上必须研究夏季高温时段，某一风速出现最大频率的风向，在设计布置时应避开，甚至适当拉大与A列的距离。
在运行期间通过气象观测收集有关数据，根据电厂发电负荷的变化进行总结，工程实施前进行必要的物模或数模试验，以指导设计和今后运行采集的数据进行对比总结。
4．2热风再回流 电厂运行时，冷空气通过散热器排出的热气上升，呈现羽流状况。
当大风从炉后吹向平台散热器，风速度超出8m／s，羽流状况要被破坏而出现热风再回流。
热气上升气流被炉后来风压下至钢平台以下，这样的热风又被风机吸入，形式热风再循环。
甚至最边一行风机出现反向转动。
在工程上是增设挡风墙来克服热风再循环，挡风墙高度要通过设计而确定。
4．3平台高度 支撑结构平台高度与电厂总体规划、空冷系统自身的要求综合考虑。
平台高度的确定原则是使平台下部有足够的空间，以利空气能顺利地流向风机。
平台越高，对进风越有利，但增加工程造价。
如何合理确定平台高度，目前没有完善的理论公式，设计只有习惯的经验进行计算，解决此问题的途径是根据多家经验，通过不同条件的模型计算和现场运行期间的测试，研究总结出一个较理想的计算方法。
4．4防冻保护 直接空冷系统的防冻是影响电厂安全运行的一个重要问题，从国外设计和运行经验有许多措施来保证防冻是有效的。
a．设计上采用合理的顺流与逆流面积比，即K／D结构。
对严寒地区“K／D”取小值，对炎热地区取大值。
b.加设挡风墙，预防大风的袭击。
c．采用能逆转风机，以形成内部热风循环。
d．正确计算汽机排汽压力与环境气温的关系，以确定风机合理运行方式。
f.严格控制凝结水的过冷度。
以上是设计和运行两方面对防冻保护的一些措施，如何应用合理得当，仍要在设计和现场根据不同的工程条件进行必要的研究和总结。
二、空冷在施工中需要注意的几个问题 1、我们现在大部分设计采用空冷柱33米加装钢平台施工，我们在施工过程中要合理划分标段，也就是钢平台安装与设备安装属于一个标段，这样有利于施工的组织、大型机械的协调、安装工作的作业面展开、资金的合理使用、合理的整合了项目的资源，无论采取哪种建设模式，这是在现场项目建设过程中建议采用的标段划分模式。
2、空冷柱一般在项目策划中都要创亮点的项目，因此在施工顺序的安排上一定严细认真的控制，一般都是33米左右，定制模板的工作就显得很重要，一般2×300MW机组都是9个支柱，建议采用制作9套模板，这样便于施工，减少空冷柱土建的色差问题，一定要专门的搅拌站进行负责供混凝土，提前计算所需的沙子、石子和水泥，采用固定的配合比，保持模板每次都要清理干净，混凝土和模板实现可靠的隔离剂，最好涂抹色拉油，振捣要仔细到位，不要忽略环境温度的影响，浇筑时间最好在一个时间段，保证清水混凝土的外观和内在质量。
3、空冷的严密性试验，对整个机组的性能指标的影响是巨大的，经济性也是非常明显的，然而焊接质量是对严密性影响最大的，在施工过程中必须加强焊工的责任心教育，每天工作结束必须进行质检验收，加强工程焊接质量控制，以神华亿利、神华神东郭家湾、神华神东上湾、国网哈密大南湖、国网和丰等电厂得空冷施工为例，严密性试验的时间都是很长，就是因为忽略了工程中间质检活动，造成大量漏泄，严密性试验不合格，整改的漏点高达518处，持续1个月左右进行消缺，以新疆哈密工程为例，#1机组空冷严密性指标优良，压降为22.58mbar/24h,环境温度18℃，背压17KPa,所以空冷施工建议的最好方式就是加强过程质检，每天进行质检验收，这是满足机组性能指标的必要手段。
三、空冷的调试工作 1、进行试运前的联合大检查，检查施工验收签证，对发现的问题提出整改项并逐一进行落实，所有闭环后进行再次检查验收，合格后进入下一步工作； 2、试运环境内清理干净、照明充足、安全设施齐全； 3、压缩空气系统投入、PLC带电，空冷配电室带电， 4、各热控表计校验合格、热工测点、信号、保护和自动控制一切传动试验正确，进行静态逻辑连锁试验，包括阀门传动、测点传动、风机变频调试、开关传动等动作正确无误。
5、风机试转，检查减速机油位、叶片安装角度、叶片叶尖与风筒内壁间隙、同一叶片高低差一致、无人在现场，点动风机，查看风机转向是否正确，风机全部点动正确完成后，可以考虑每个空冷单元进行8小时试转，检查风机振动、温度、电流等参数，并做好试运记录，期间要将变频从25%、50%、75%、100%、110%进行试验，但是高速试转的时间不要超过2小时。
6、空冷冲洗工作要接引临时冲洗系统（如下图） 如果设计有旁路系统，盘车投入，真空系统投入，轴封系统投入，利用启动锅炉蒸汽进行冲洗，但是汽轮机胀差不好控制，虽然便于及早暴露问题，为机组顺利进入整套启动节省时间，但是汽轮机安全更重要，不建议采用这种方式；如果没有旁路系统，建议在机组整套启动阶段进行，轴封和真空系统投入，汽轮机冲转到3000转定速，可以进行相关的电气试验的时间是36———48小时，正是进行冲洗的时间，300MW机组一般设计5列，为了防冻一般有1列是没有隔离门，其他隔离门关闭，冲洗化验合格后进行一列一列进行冲洗，满足冲洗的效果，准备充足的除盐水，因为冲洗空冷的凝结水是无法回收的，冲洗全部合格后进行回收，每一小时化验热井的凝结水的水质，也要采取补放水的方式进行，直到水质合格。
四、结语 我国是一个水资源缺乏的国家，淡水资源尤其匮乏，直接空冷技术在节约用水、降低耗水量、降低能耗等方面发挥着不可替代的优势，它将是我国经济持续发展的必行之路。
我国目前总装机容量已达3亿kW,其中火电机组约占3/4,随着空冷技术不断改进提高,已经应用到600MW级机组上,在空冷的施工和调试阶段严把质量关，对机组的性能指标的影响是巨大的，精细施工、精心调试，把空冷的设计功能发挥到最大，这是对机组性能指标满足设计要求或提高的重要途径，同时和设备的制造也是紧密相连的，从设计、设备制造、施工、调试各个阶段都能严格把关，空冷的技术会得到很大的提高，节水的效能也会彰显，目前在我国的华北、西北地区，人均淡水拥有量仅为全国平均水平的1/4，而煤炭资源却非常丰富，主要分布在山西、陕北、宁夏南部、甘肃的东部和南部、新疆的哈密和北疆地区，煤质好、储量丰富，同时接壤的哈萨克斯坦、外蒙都有廉价丰富的煤炭资源，这为发展火力发电产业确定了良好的外部资源。
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