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大型直接空冷系统立体降温技术开发及应用

作者:李文杰 付俊杰 林显超等
发布时间:2016-12-01

☆项目概况

托电公司8 台600MW 机组2 台300MW 机组,其中600MW 空冷机组4 台,每年夏季环境温度高时机组真空仅在-50KPa 左右,正常机组真空应在-65KPa 时才可以满负荷发电。

如:5 号机在2010 年7 月6 日环境温度33℃机组负荷477MW 时真空就只有-51kPa,所以夏季严重阻碍了机组负荷出力。同时由于真空偏低严重影响了机组热耗和煤耗的升高,极不经济。

针对此现状托电从2008 年开始就着手进行空冷冲洗系统的改进,以及喷淋系统的研究和使用,利用物理降温原理,采用小喷嘴雾化除盐水,对空气进行冷却,增加空气冷却换热能力;同时利用水雾汽化带走汽化潜热,进一步吸收空冷岛散热,提高热交换能力,有效提降低机组背压,提高机组真空,降低机组煤耗,同时节约大量除盐水,降低成本。

☆主要技术创新点

1、采用新型雾化喷嘴,流量小,雾化效果好,更有利于提高换热效果、同时节约水质,技术经济性更加显著。

2、改造前空冷喷淋系统每只喷嘴流量7L/min(每个单元12 只喷嘴,一台机56 个单元,喷嘴总数672 只)同时投入总需要水量282.24 t/h,改造后每只喷嘴流量1.05L/min,每个单元34 只,一台机共1904 只,总需要水量为120t/h,比原喷嘴节省162 t/h 水,按5元成本计算,每年节水约43.74 万元。

3、改造前喷淋系统投入运行时能提高真空4.7 kPa,改造后能提高6 kPa,改造前后真空提高1.3 kPa。

4、在空冷内部优化提高换热能力的基础上,新增加空冷岛外部喷淋,进一步降低入口进风温度。

5、使用的喷嘴流量1.25L/min,共安装喷嘴1142 个,用水量85.650t/h。6、通过增加外部喷淋系统后,真空又可以提高3 kPa。

☆项目详细内容

1、在每个冷却单元风机出口加装新型雾化喷嘴56 台*34 个*1.05L/min,利用多级水泵将除盐水加压至6 兆帕以上。

2、在单台空冷机组下部(风机入口)周围增加一圈雾化喷嘴1142 个*1.25 L/min,利用一级除盐水,通过水泵为喷淋提供水源。

3、采用新型雾化喷嘴,流量小,雾化效果好,更有利于提高换热效果、同时节约水质,技术经济性更加显著。

4、利用原有的喷淋水泵,入口不做改动,出口管路由原φ108mm 管道焊接大小头变径为φ133mm,管路顺冲洗泵房南墙穿出,将管道甩至空冷岛凝结水回水管道处,借助于管道支吊架上至空冷岛40 米处,在40 米钢结构下方焊接φ89×φ89×φ133mm 变径三通与φ89mm 管道连接。

5、将φ89mm 管道每隔35mm 钻φ10mm 通孔,合计1142 个,在通孔上焊接喷嘴座,将喷嘴安装到喷嘴座上,喷嘴喷射方向为正下方安装。再将φ89mm 管道使用#8 槽钢焊接支架的形式安装到空冷钢结构下部。

6、施工过程中搭设脚手架30 米,利用卷扬机将φ133 管吊起,每焊接一道焊口吊起一段管道直达40 米处,然后每10 米处焊接固定支架。

7、在空冷内部优化提高换热能力的基础上,新增加空冷岛外部喷淋,进一步降低入口进风温度。

☆项目应用情况

内蒙古托克托发电公司在6 号机组空冷岛加装外部喷淋系统,整个系统包括多级水泵装置、管路部分、喷淋装置三个部分。为了达到节约用水的目的,选用反渗透水后的软化水作为本系统的水源。为防止管道锈蚀发生喷嘴堵塞现象,系统全部采用不锈钢管道,喷嘴选用雾化喷射实心锥形喷嘴,喷淋系统用水量为85.65t/h。

2011 年10 月20 日16:00 分,6 号机外部喷淋系统投运,负荷569.871MW,真空-71.964KPa 环境温度16.436℃,16 时24 分停运,负荷569.796MW,真空-74.002KPa。由此可见,在机组负荷不变的情况下,在6 号机外部喷淋系统投运后24 分钟后,6 号机机组真空上升2.038KPa。

☆企业效益

改造后投入内、外部喷淋系统可以提高真空约8-10 kPa,每年可以节约160 万元。夏季大负荷由于不受负荷限制可多带负荷50-100MW,多发电量2700 万kW.h,可收益270万元。同时每年节标煤3772t,按照入炉煤平均灰份30%测算,共节省污染物排放3 万元。

总耗水量205.6 t/h,耗水55.51 万元。年总收益377.5 万元,工程总投资130 万元,预计约0.5 年回收。按照焓熵图查得每天可降低煤耗约34.5 吨(标煤发热量29271KJ/Kg)至65吨(实际发热量14630KJ/Kg)×350 天=12075-22750 吨,按每吨煤价666 元计算,可节约资金800-1500 万元。

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