空冷火电机组相邻空冷岛连通设计与冷端优化

针对330 MW亚临界直接空冷燃煤火力发电机组,建立实时运行工况的供电煤耗、汽轮机理想内功率和凝汽器端差的变背压计算模型,定量分析相邻两台空冷凝汽器连通设计对机组效率的影响规律,优化机组背压。结果表明,本研究提出的变背压模型能较好地用于预测机组整体效率和综合供电煤耗的变化。随空冷岛散热面积均匀增加,背压降低、机组出力增加、综合供电煤耗降低的边际效应逐渐变弱。综合考虑投资成本、收益和设备可靠性,将相邻两台机组空冷凝汽器的乏汽分配管道、凝结水管道和抽真空管道互连互通,利用临机空冷岛1排或2排空冷散热器组为本机的乏汽散热最优,静态投资回收期约为3 a。     

某空冷机组凝汽器防冻策略研究

针对某直接空冷机组冬季背压偏高的问题,现场测试空冷凝汽器的温度分布情况,分析翅片管内气体温度的变化规律,并对防冻参数设定值与负荷关系进行研究。结果显示：空冷凝汽器换热不均和触发防冻保护的参数值未考虑负荷因素是运行背压偏高的主要原因,给出了不同负荷下低背压报警、凝结水温度、抽气温度等防冻参数设定值的计算方法,为同类机组冬季运行提供参考。     

新型翅片管束提高自然通风直接空冷系统效率

自然通风直接空冷系统凝汽器单元"Λ"型布局和传统翅片结构使得冷却空气流过翅片管束时发生严重转向,从而显著影响空冷凝汽器的流动传热性能。提出了一种新型翅片管束,其翅片通道与基管椭圆长轴方向呈一定夹角,使翅片通道方向与塔浮升力方向平行。通过CFD数值模拟和实验验证,获得了采用新型倾斜翅片管束的自然通风空冷凝汽器的空气流场和温度场,计算得到了不同环境风速下空冷凝汽器总换热量的变化规律,并与现有翅片管束的空冷凝汽器性能进行了对比。研究结果表明,采用倾斜翅片空冷凝汽器可以显著改善自然通风直接空冷系统热力性能,降低机组背压,提高空冷机组运行的经济性。     

直接空冷凝汽器汽水分布在线计算模型及其应用

直接空冷凝汽器内部流体的流动状况直接影响机组的安全经济运行。而直接空冷凝汽器体积庞大、结构复杂,在运行当中,凝汽器存在换热和汽水分配不均现象。根据流体在空冷岛不同管段内的流动和换热过程,建立了直接空冷凝汽器管内汽水分布在线计算模型。以某300MW直接空冷机组为研究对象,通过在线计算模型软件获得了不同负荷和换热条件下蒸汽和凝结水在凝汽器各单元内的分布情况,实现了内部流场分布特性的在线监测。     

空冷凝汽器单元换热面积优化数值模拟研究

直接空冷凝汽器采用空气作为冷却介质,其运行状况直接影响整个机组的安全经济运行,改善空冷凝汽器的换热效果能有效地为节能减排做出贡献。以某600MW直接空冷凝汽器空冷单元的传统结构为研究对象,创新性地在空冷单元三角形侧面加装散热器,用以增加散热器的换热面积。从三角形散热器的布置方式、散热器厚度、孔隙率3个方面模拟分析了加装三角形散热器对空冷单元换热效果的影响,得到了最佳的布置方案,并通过凝汽器背压进行验证。新方案改善了空冷单元的传热特性,为空冷单元的结构优化设计提供了一定的理论参考。     

火电站直接空冷凝汽器积灰监测

火电站直接空冷凝汽器积灰是影响传热性能的重要因素,研究直接空冷凝汽器积灰对传热性能的影响规律并提出监测措施具有重要意义。通过分析汽轮机背压与汽轮机排汽量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系,得到了空冷凝汽器在维持汽轮机排汽量和冷却空气量不变时,汽轮机背压和传热系数之间的关系以及凝汽器积灰对汽轮机背压的影响。研究表明:凝汽器积灰会导致凝汽器传热系数降低,汽轮机背压升高,机组运行经济性下降。设计工况下,当蛇形翅片扁平管结构凝汽器积灰厚度达到1.2 mm时,汽轮机背压将增加50%左右。通过监测空冷机组运行过程中汽轮机背压的变化,可预报积灰的程度,为直接空冷凝汽器清洗提供一定的理论依据。     

冷却空气导流技术在直接空冷机组中的应用研究

针对某电厂330 MW直接空冷机组的运行条件,设备状况和凝汽器Λ型结构内部空气流场的特点,在空冷单元中风机上方对称加装导流板、空冷单元四周加装不同角度的挡板,通过空冷凝汽器的性能试验对加装导流装置前后机组的背压情况进行了计算分析。结果表明:加装导流装置后,空冷单元内的空气场及换热器表面温度场分布趋于均匀,运行背压降低约1.1 k Pa,平均供电煤耗下降1.9 g/(k W·h)。     

变工况下直接空冷机组最佳真空的分析

为了提高直接空冷机组运行经济性,以冷端系统的变工况模型为基础,通过计算空冷凝汽器风机送风量增大时空冷机组发电功率与对应风机耗功功率的增量,得到直接空冷机组凝汽器最佳真空的确定方法．根据相似定律确定迎面风速对风机耗功的影响,并通过冷端系统数学模型的分析和简化得到机组背压与发电功率的关系,最终导出了不同环境温度和排汽热负荷下迎面风速对应的最佳真空．根据模型对某330Mw机组在变工况下的最佳真空进行了计算,结果表明：随着排汽量的增加或环境温度的升高,最佳真空及对应的风量都增加;当环境温度高于20℃时,环境温度对最佳真空的影响更加突出．     

直接空冷凝汽器压力特性的耦合计算与分析方法

传统的空冷凝汽器特性计算方法中认为汽轮机低压缸排汽焓保持不变,但实际上空冷凝汽器压力的变化也会反向影响排汽焓,进一步对凝汽器压力产生耦合影响。基于空冷凝汽器背压与排汽焓的耦合分析,提出了一种基于迭代算法的空冷凝汽器模型与分析方法。通过对某600MW机组空冷凝汽器的计算分析,得出其在不同汽轮机负荷、环境温度工况下凝汽器压力的变化特性曲线,定量分析了汽轮机负荷和环境温度变化对凝汽器压力影响的对应关系,对空冷机组的安全经济运行具有一定的参考价值。     

基于BP神经网络的直接空冷凝汽器换热性能预测

通过对直接空冷凝汽器传热系数计算过程的分析,以直接空冷机组负荷、排汽压力、凝结水温度、排汽温度、空气入口温度、空气出口温度为输入参数,以直接空冷凝汽器的传热系数和迎面风速为输出参数,将理论模型与实际运行数据相结合,采用BP神经网络方法建立了一种新的直接空冷凝汽器换热性能的预测模型.结果表明:该BP神经网络模型预测得到的参数精度较高,可用于直接空冷凝汽器换热性能的在线监测.     

间接空冷系统空冷散热器运行特性的数值模拟

以某6×1000 MW间接空冷电厂主要建筑物和空冷塔平面布局为例,通过CFD模拟,得到了冷却空气流场、温度场,分析了机组热负荷、环境气温、风速、风向对空冷散热器进口空气流速的影响.结果表明:处于环境风上游的空冷散热器单元,其迎面风速最大,空气温度最低,冷却效果最好;而处于侧面的空冷散热器单元,迎面风速最小,空气温度最高,冷却效果最差.随机组热负荷增加,空冷散热器冷却空气流量增加,随环境气温、风速增加,空冷散热器冷却空气流量减小.风向的改变也会影响散热器的运行特性.     

侧风条件下带消能导流装置的直接空冷岛冬季冻结风险模拟研究

哈密某电厂在其空冷岛中使用了一种新型消能导流装置来抵抗侧风影响、稳定机组背压。然而,该电厂冬季空冷单元散热管束冻结的情况依然存在。为了探究该装置对空冷岛冬季防冻的影响,利用Fluent软件对该电厂冬季大风时空冷岛的流动传热特性及各空冷单元的冻结风险进行了模拟研究。研究表明：空冷岛“消能导流装置”整体上对空冷单元的防冻起负面作用;在冬季大风条件下该装置迎风侧空冷单元的散热量平均超出警戒值27%以上,最高达到50%;消能导流装置主要通过提升轴流风机空气流速来增加对应空冷单元的换热量,该装置迎风侧空冷单元轴流风机的轴向空气流速甚至能达到与环境侧风相同的水平,这导致对应空冷单元换热量激增,更容易出现冻结事故;大风条件下该装置在空冷岛下方形成的高压区域分布并不均匀,临近主厂房与相邻空冷岛一侧的高压区域压力更高、面积更大,这些区域空冷单元的冻结风险更高。     

600MW直接空冷机组背压偏高因素分析及防范措施

分析了山西漳山发电有限责任公司2×600 MW直接空冷机组背压调整控制过程,并通过实验数据论证了600MW直接空冷机组背压升高的原因,同时对引起背压升高的因素环境温度、风速以及热风再循环等分别进行试验、数据采集,得出热风再循环产生必要条件,并通过试验证明增加空冷喷雾装置可有效可降低机组背压、提高机组效率。     

2×600MW直接空冷机组尖峰冷却改造及效益分析

针对一2×600 MW直接空冷机组夏季高温时段背压高、煤耗高的现状,借鉴直接空冷机组的改造经验,将中水作为尖峰系统的补水,达到了降低机组运行背压、提高机组夏季发电负荷、降低煤耗的目的,同时评估了改造后机组的经济效益。     

1000MW直接空冷机组变工况特性

以1 000MW直接空冷机组为例,基于η-NTU法,建立了直接空冷机组变工况数学模型。在模型中考虑了排汽管道压降及机组对环境散热量等因素,编程计算做出了凝汽器排汽压力与环境温度、迎面风速、排汽流量间的特性曲线。得出迎面风速为2.2m/s左右时,排汽压力波动范围接近额定值,机组的运行良好。为同类1 000MW空冷机组在变工况下选择合适的运行值和提高经济性提供了参考。     

直接空冷系统风机转速的优化研究

为了更好的调节直接空冷系统的风机转速以提高机组经济性,选取空冷岛冷却单元为研究对象,综合考虑冷却单元内蒸汽压力、风机转速和环境温度对机组功率增量的影响,并建立了相关的数学模型。进而以机组功率增量与风机耗电量之间的差值最大为目标进行优化,得出不同工况下最佳冷却单元内蒸汽压力和风机转速,为直接空冷机组的经济运行提供了参考。     

Operation strategies of axial flow fans in a direct dry cooling system under various meteorological conditions

For a direct dry cooling system, the turbine back pressure fluctuates with the meteorological conditions. Moreover, the operation of axial flow fans plays an important role in the cooling performance of air-cooled condensers (ACC). It is of significant use to study the operation strategies of axial flow fans under various ambient conditions. Based on typical 2 × 660 MW direct dry cooling power generating units, the ACC model coupled with the turbine thermodynamic characteristics is developed, by which the thermo-flow performances of the ACC are predicted in the dominant wind direction, and then the standard coal consumption is calculated. The results show that the increased ambient temperature and wind speed, or the reduced fan rotational speed leads to the high turbine back pressure. At the low ambient temperature and wind speed, the standard coal consumption rate of the unit can be reduced by reducing the speed of axial flow fans appropriately, with the maximum drop in coal consumption rate reached 0.734 g/(kWh) when the ambient temperature is 10°C without wind. If the wind speed exceeds 12 m/s or the ambient temperature reaches 25°C, 110% of the rated fan rotational speed is recommended.     

空冷机组给水泵配置的研究

根据某工程的设计条件,在300MW空冷机组给水泵配置研究的基础上,以600MW空冷机组为重点,针对空冷机组的特点,分析给水泵配置有关的技术问题,讨论汽动给水泵不同的冷却方式,研究不同给水泵配置对主机通流能力和满发背压、机组热效率、设备可靠性和灵活性等方面带来的影响。按照该项目的设计条件,从技术经济上对汽泵和电泵方案进行详细比较,提出空冷机组给水泵配置的推荐意见。同时对1000MW级空冷机组进行定性分析,供业主在决定给水泵配置方式时参考。     

600MW直接空冷机组主要技术经济指标分析

以内蒙古某发电有限公司600MW等级直接空冷机组为例,对供电煤耗率、厂用电率、汽轮机热耗、真空度、节水量等5个方面的指标进行分析,初步指出影响以上技术经济指标的因素,并结合直接空冷系统的特点提出初步的防治措施,以提高直接空冷机组运行经济性。