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      顆粒機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備

       

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      300MW直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)分析

      發(fā)布時(shí)間:2012-11-06 19:17    來(lái)源:未知

      1、簡(jiǎn)介
          河津發(fā)電分公司華澤2x300MW燃煤發(fā)電機(jī)組,采用哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的NZK-300-16.7/537/537型亞臨界、~次中間再熟、單軸、雙缸、雙排汽、反動(dòng)式、直接空冷凝汽式汽輪機(jī);其直接空冷系統(tǒng)(ACC)由哈蒙公司(HAMON THERMAL EUROPE)整島供貨。
          直接空冷系統(tǒng)主要包括:排汽管道、抽真空管道、凝結(jié)水回水管道、空冷凝汽器管束、軸流風(fēng)機(jī)組及高壓水沖洗系統(tǒng)。每臺(tái)機(jī)組的空冷凝汽器分為6個(gè)街區(qū),每個(gè)街區(qū)由4個(gè)單元(3個(gè)順流單元,1個(gè)逆流單元)構(gòu)成,共24個(gè)冷卻單元。
      風(fēng)機(jī)
          如圖1,汽輪機(jī)低壓缸排出的乏汽,經(jīng)由一根直徑為6m的排汽管道引出廠房A列墻外,垂直上升到34m高度的空冷平臺(tái)后,由總管分出6根直徑為2,42m的蒸汽分配管,將低壓缸排汽引入空冷凝汽器項(xiàng)部的配汽聯(lián)箱,每組分配聯(lián)箱與一個(gè)街區(qū)的4個(gè)冷卻單元相連接,每個(gè)冷卻單元由12塊冷卻翅片管束和一個(gè)直徑為9.754m的軸流風(fēng)機(jī)組成。12塊翅片管束以接近600角組成等腰三角形的“A”型結(jié)構(gòu),“A”型結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別有6個(gè)管束,其上端同蒸汽分配管聯(lián)接,下端與凝結(jié)水聯(lián)箱聯(lián)結(jié)。當(dāng)乏汽通過(guò)聯(lián)箱自上而下流經(jīng)空冷凝汽器的翅片管束時(shí),由ACC下部的變頻式軸流風(fēng)機(jī)吸入的大量冷空氣逆向流過(guò)翅片管的外表面,與管束內(nèi)的蒸汽進(jìn)行表面換熱,蒸汽在翅片管內(nèi)被冷凝而凝結(jié)為水。在順流凝汽器翅片管束內(nèi),凝結(jié)水的流動(dòng)方向與蒸汽流動(dòng)方向相同,大約80%的蒸汽被冷凝,剩余的蒸汽和不凝氣體進(jìn)入逆流凝結(jié)器。在逆流凝結(jié)器翅片管束內(nèi),水流和蒸汽方向相反,通過(guò)這種流動(dòng)方式,凝結(jié)水可從蒸汽中獲得熱量,避免發(fā)生過(guò)冷卻現(xiàn)象而凍結(jié)。
          在逆流管束的頂部有1個(gè)管箱,凝汽器中的不凝結(jié)氣體通過(guò)管箱上的抽空氣管被抽出,與抽真空設(shè)備相連,能夠比較暢通地將系統(tǒng)中空氣和不凝結(jié)氣體抽出,同時(shí)空冷凝汽器的管柬采用單排管(在目前運(yùn)行的單排管中單機(jī)容量最大),有效地防止了冬季運(yùn)行中因流量不均造成的凍結(jié)。凝結(jié)水聯(lián)箱匯集的凝結(jié)水通過(guò)回水管道自流至熱井,由凝結(jié)水泵升壓,送往汽機(jī)的熱力系統(tǒng),去完成熱力循環(huán)。
      2、空冷機(jī)組與濕冷機(jī)組的運(yùn)行特性比較
          濕冷機(jī)組的排汽經(jīng)表面式凝汽器,通過(guò)循環(huán)冷卻水將其汽化潛熱帶走,受熱的循環(huán)水在水塔內(nèi)通過(guò)淋水裝置與空氣接觸進(jìn)行熱交換(蒸笈冷卻),冷卻水溫與大氣的濕球溫度相關(guān)。而空冷機(jī)組的排汽或是通過(guò)中間介質(zhì)(循環(huán)冷卻水)經(jīng)密閉的空冷散熱器(間接空冷,如海勒式間接空冷系統(tǒng)),或直接通過(guò)空冷凝汽器(直接空冷)與空氣進(jìn)行熱交換,冷卻水溫或凝結(jié)水溫與大氣的干球溫度相關(guān)。大氣干球溫度不但高于濕球溫度,而且干球的晝夜溫差也高于濕球的晝夜溫差。使空冷汽輪機(jī)組的運(yùn)行特性與濕冷汽輪機(jī)相比具有以下特點(diǎn):
      2.1  空冷機(jī)組額定背壓高
          因空冷機(jī)組冷卻介質(zhì)為空氣,其與濕冷機(jī)組采用的冷卻水相比冷卻效果要相差很多,其冷卻效果與環(huán)境溫度密切相關(guān),在同容量機(jī)組相同工況及冷卻條件下,濕冷機(jī)組的背壓要明顯低于空冷機(jī)組。同容量濕冷機(jī)組的額定背壓為4.9kPa左右,而空冷汽輪機(jī)的額定背壓一般在13~18kPa之間。300MW直接空冷機(jī)組的額定背壓為16kPa。
      2.2空冷機(jī)組背壓變幅大
          由于大氣干球溫度的晝夜溫差變化大,且一年四季的溫度變化范圍更大,故空冷汽輪機(jī)的背壓晝夜變化大,一年四季的背壓變化范圍更大。濕冷汽輪機(jī)的運(yùn)行背壓范圍為4.9~11.8kPa,而空冷汽輪機(jī)的運(yùn)行背壓為9~50kPa,空冷汽輪機(jī)的背壓變化范圍是濕冷汽輪機(jī)的3~4倍。通常濕冷汽輪機(jī)夏季的浦發(fā)背壓為11.8kPa,而空冷汽輪機(jī)夏季的滿發(fā)背壓為30~35kPa左右,空冷機(jī)組夏季的運(yùn)行背壓高出濕冷機(jī)組3倍左右。例如分析我公司#4號(hào)機(jī)在2009年6月21日0:00—6月22日0:00期間24h的機(jī)組出力,從中可以看出一天中機(jī)組背壓的變化在15—45kPa,達(dá)到了30kPa的變化量。由于在高氣溫、高背壓條件下,機(jī)組附加的排熱量及空冷凝汽器翅片管臟污和真空惡化等原因,機(jī)組的背壓超出設(shè)計(jì)數(shù)值。機(jī)組背壓在一定的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和一定的負(fù)荷情況下,還受到當(dāng)時(shí)氣象條件(風(fēng)向風(fēng)速)的較大影響,使得滿發(fā)背壓達(dá)到45kPa。
      3、影響真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的因素
          汽輪機(jī)真空值是影響汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要指標(biāo),而真空系統(tǒng)嚴(yán)密性是影響汽輪機(jī)真空的重要原因之一。真空嚴(yán)密性下降,汽輪機(jī)的真空下降,會(huì)對(duì)運(yùn)行機(jī)組造成的不利影響,一是其真空下降,機(jī)組效率下降;二是空氣漏入凝結(jié)水中會(huì)使凝結(jié)水溶氧升高,腐蝕汽輪機(jī)、鍋爐設(shè)備,影響機(jī)組的安全運(yùn)行;三是機(jī)組在寒冷季節(jié)運(yùn)行時(shí),當(dāng)環(huán)境溫度低于+2℃時(shí)將導(dǎo)致凝結(jié)水結(jié)冰,使空冷換熱管束損壞,加速空冷系統(tǒng)的漏空,所以在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,真空是一項(xiàng)非常重要的參數(shù),~直受到格外的關(guān)注。
          因真空系統(tǒng)的漏空氣量與負(fù)荷有關(guān),負(fù)荷不同,處于真空狀態(tài)的設(shè)備、系統(tǒng)范圍不同,凝汽器內(nèi)的真空也不同,漏空氣量也不同,而且相同的空氣漏入量,在負(fù)荷不同時(shí)真空下降的速度也不一樣。
          直接空冷系統(tǒng)真空系統(tǒng)體積龐大,300MW機(jī)組真空系統(tǒng)容積是相同容量濕冷機(jī)組真空容積的5-6倍,要保持與濕冷機(jī)組相同的空氣漏入量,對(duì)如此龐大的直接空冷凝汽器的嚴(yán)密性要求應(yīng)嚴(yán)格得多。
          除了上面所論述的負(fù)荷和系統(tǒng)范圍外,直接空冷機(jī)組還存在著受環(huán)境溫度、大氣壓力、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)時(shí)的氣象條件(如風(fēng)速、風(fēng)向等)的影響。按照常規(guī)的濕冷機(jī)組的試驗(yàn)方法,將負(fù)荷穩(wěn)定維持在80%額定負(fù)荷下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),直接空冷機(jī)組還要受到在試驗(yàn)過(guò)程中上述條件變化的影響,直接影響了直接空冷機(jī)組的嚴(yán)密性試驗(yàn)的結(jié)果,所以直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)不宜采用濕冷機(jī)組的驗(yàn)收指標(biāo)和試驗(yàn)方法。
      4試驗(yàn)方法步驟和注意事項(xiàng)
          1)因真空嚴(yán)密性試驗(yàn)受外界室外氣象條件(如大風(fēng),雷陳雨等)影響較大,而且在進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí),機(jī)組背壓將大幅變化,所以在進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)盡量選擇室外氣象條件相對(duì)較好的情況下進(jìn)行。
          2)考慮到真空系統(tǒng)的漏空氣量與機(jī)組負(fù)荷有關(guān),試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持機(jī)組有功負(fù)荷不低于240MW(80%額定負(fù)荷)且穩(wěn)定。投入AGC控制的機(jī)組,在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)解除AGC,同時(shí)將機(jī)爐協(xié)調(diào)控制(CCS)解除,將機(jī)組切換為DEH的“閥位”控制方式,穩(wěn)定鍋爐燃燒工部及機(jī)前參數(shù),保證汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不變。由于直接空冷系統(tǒng)的真空容積龐大,為真實(shí)反映空冷凝汽器的漏入空氣,建議在每次試驗(yàn)時(shí)負(fù)荷應(yīng)一致,主蒸汽流量保持不變,以便于進(jìn)行后續(xù)的嚴(yán)密性分析和比較。
          3)空冷機(jī)組運(yùn)行背壓受到冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的影響,為了減少空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾,空冷風(fēng)機(jī)必須根據(jù)當(dāng)時(shí)負(fù)荷,解除轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整,在試驗(yàn)期間應(yīng)保持某一個(gè)固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。如果在試驗(yàn)過(guò)程中,風(fēng)機(jī)始終處于“背壓”控制方式,則在試驗(yàn)過(guò)程中隨著背壓的升高,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速將自動(dòng)加大,測(cè)量計(jì)算出的嚴(yán)密性試驗(yàn)的結(jié)果將比實(shí)際值偏低,不能如實(shí)地反映真實(shí)系統(tǒng)的嚴(yán)密情況。
        4)低壓軸封供汽壓力對(duì)真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的結(jié)果有直接影響,為了盡可能真實(shí)地反映嚴(yán)密性,建議在實(shí)驗(yàn)前將低壓軸封的供汽壓力盡量提高至最高允許壓力,以便于最大限度地減少?gòu)钠啓C(jī)低壓軸封漏入空冷凝汽器的空氣量,這個(gè)壓力應(yīng)根據(jù)不同機(jī)組的軸封系統(tǒng)特點(diǎn)決定。
          5)在試驗(yàn)期間,為了保證直接空冷機(jī)組的安全運(yùn)行,應(yīng)根據(jù)機(jī)組的背壓運(yùn)行曲線將機(jī)組背壓控制在安全的范圍內(nèi),同時(shí)應(yīng)留出足夠的安全裕量。
          由于在試驗(yàn)期間機(jī)組背壓總體趨勢(shì)是升高的,同時(shí)還受到在試驗(yàn)期間環(huán)境氣象條件的干擾。在惡劣氣候條件下(如室外突然大風(fēng)),機(jī)組在幾分鐘內(nèi)背壓會(huì)突然直線上升幅值達(dá)到15kPa以上,所以在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)當(dāng)時(shí)的氣象條件進(jìn)行分析,盡可能在氣象條件好的時(shí)段進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)應(yīng)比汽機(jī)跳閘背壓留出至少25kPa的安全背壓裕量,一般進(jìn)行空冷嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)機(jī)組背壓應(yīng)不高于30KPa。
          6)在試驗(yàn)前,應(yīng)檢查確認(rèn)備用真空泵處于良好備用狀態(tài),備用真空泵啟動(dòng)試驗(yàn)正常,然后進(jìn)行試驗(yàn)前的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的記錄。
          7)真空嚴(yán)密性試驗(yàn)期間應(yīng)記錄的參數(shù)有:當(dāng)時(shí)的大氣壓力;環(huán)境溫度{當(dāng)時(shí)的風(fēng)向、風(fēng)速:試驗(yàn)期間的負(fù)荷;低壓軸封供汽壓力:新蒸汽及再蒸汽的壓力、溫度以及流量;空冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等。
          8)試驗(yàn)前的參數(shù)記錄完成后,停止運(yùn)行真空泵。
          9)由于直接空冷凝汽器內(nèi)的真空體積相當(dāng)大,所有真空泵停止運(yùn)行后,機(jī)組背壓一般不會(huì)馬上變化,所以應(yīng)等待一段時(shí)間,待背壓開始上升后正式開始試驗(yàn)。嚴(yán)密性較好的機(jī)組從停止真空泵運(yùn)行到背壓開始上升的時(shí)間一般有1—2min的延時(shí);同時(shí),在背壓升高的前幾分鐘,其下降速度往往不準(zhǔn)確,所以建議記錄開始時(shí)間應(yīng)從停止真空泵運(yùn)行后的5min開始,每30秒記錄一次各相關(guān)參數(shù)。
          10)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)維持主汽溫度、汽壓穩(wěn)定并嚴(yán)密監(jiān)視各軸承振動(dòng)、低壓缸排汽溫度、軸向位移、差脹等參數(shù)的變化。
          11)濕冷機(jī)組嚴(yán)密性試驗(yàn)的方法規(guī)定共做5min,以后3min的背壓平均上升速度作為試驗(yàn)結(jié)果。我們建議,直接空冷機(jī)組在背壓允許的安全范圍內(nèi),進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些,收集盡可能多的參數(shù),以便于對(duì)其整理分析后得出修正后的試驗(yàn)結(jié)果。同時(shí),由于氣象條件等不確定因素的干擾,我們建議試驗(yàn)一般進(jìn)行15分鐘,以后10分鐘的背壓平均上升速度作為試驗(yàn)結(jié)果,取較長(zhǎng)時(shí)間的平均值作為原始的試驗(yàn)依據(jù)。
        5真空嚴(yán)密性試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
          目前國(guó)內(nèi)尚未制訂出直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)對(duì)濕冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是“真空下降率小于400Pa/nun為合格”,真空系統(tǒng)在同樣的空氣漏入率(容積率)的情況下,濕冷機(jī)組真空嚴(yán)密性的影響要比直接空冷系統(tǒng)真空嚴(yán)密性的影響小得多。直接空冷機(jī)組的真空系統(tǒng)十分龐大,而且由于排汽管道和空冷散熱元件都是焊接結(jié)構(gòu),原則上不應(yīng)漏氣,故機(jī)組容許的漏空氣量應(yīng)與水冷機(jī)組大致相同,設(shè)計(jì)上抽真空設(shè)備通常也是按HEI標(biāo)準(zhǔn)的漏氣量配置。因此,作為真空嚴(yán)密性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的平均每分鐘真空下降值,對(duì)于直接空冷機(jī)組應(yīng)按真空系統(tǒng)容積增大的比例相應(yīng)縮小。一般直接空冷機(jī)組的真空系統(tǒng)容積約為水冷機(jī)組的3-4倍。據(jù)此,直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),建議為平均每分鐘真空下降值不大于100 Pa。如果真空下降值大于上述數(shù)值,說(shuō)明真空系統(tǒng)有額外的漏量,應(yīng)進(jìn)行真空找漏,除檢查汽輪機(jī)組通常易漏的部位外,還須對(duì)空冷系統(tǒng)找漏,主要是各焊口、人孔門、爆破膜等接口。
          三門峽富通新能源科技有限公司銷售風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)等風(fēng)機(jī)設(shè)備。

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