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普传变频器在大型火电厂直接空冷系统中的应用

作者：作者单位： 2011年4月18日

    1 引言
    火电装机容量的持续增长为电站空冷系统提供了良好外部市场环境。2006年全国新增电力装机容量10097万千瓦，其中火电9028万千瓦，根据发改委规划，2010年底全国装机容量将超过8．4亿千瓦，预计2007－2010年之间，年均新增装机容量8000万千瓦，其中火电占比为70％左右。

    国家规定在北方缺水地区新建燃煤发电项目时必须采用空冷机组，供水水源禁止采用地下水，严格控制使用地表水，充分利用污水再生水及矿坑排水。“十一五”期间，西北富煤缺水地区电源基地建设步伐加快，预计到“十一•五”末该区域将新增9000万kW火电装机，这将直接刺激电站空冷设备的需求。随着国家对电力供应日益增涨的需求与环境条件制约的要求，一方面在我国煤炭资源丰富的西北地区将建设一大批大型坑口电站，以缓和电力供应紧张压力和促进地方经济发展要求，另一方面这些地区都是干旱缺水地区，为节约珍贵的水资源，实现真正意义上的绿色GDP增长，对于需要大量冷却水源的燃煤发电厂，势必要改变其传统的汽轮机排汽冷却方式。直接空冷技术的应用与发展，使得这一需求变为可能，也为变频器在燃煤发电厂空冷机组的推广应用提供广阔的前景。作为致力于“节能减排，可持续发展”的变频器专业制造商，普传科技开发的专用变频器成功应用电厂空冷岛项目，具有很好示范作用。

    2 直接空冷工艺要求简介
    凝汽设备在电站热力系统中的主要功能是保证汽轮机排汽不断凝结成水。凝汽器与真空抽气装置一起工作，以维持汽轮机排汽缸和凝汽器内的真空，并把凝结水回收，作为锅炉的补给水。按蒸汽的不同冷却方式分类，电站凝汽器可以分为水冷式凝汽器和空冷式凝汽器。目前，国内外空冷电站分为两大类，一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。所谓直接空冷是指将汽轮机的排汽气直接用空气来冷凝，可减少常规二次换热所需要的中间冷却介质,换热温差大,效果好，故直接空冷系统可避免湿式冷却系统的蒸发、风吹和排污损失的水量，因而直接空冷系统以其技术成熟、调节方便、节水效果明显在干旱地区得到较快的推广。




    直接空冷系统是指汽轮机排汽在空冷凝汽器的翅片管束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的。空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝结水系统（凝结水箱）、真空疏水系统（包括疏水泵）、排气/抽气系统（水环泵单元）、空冷凝汽器（ACC）等四套系统。通过DCS集散控制系统，实现对这四套系统的自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等自动控制功能，其工作原理示意图如图所示。




    1－汽轮机；2－空冷凝汽器；3－凝结水泵；4－发电机；5－凝结水箱；
    6－低压加热器；7－除氧器；8－给水泵；9－高压加热器；10－锅炉。

    直接空冷系统的优势
    （1）采用直接空冷系统，可以大量节约电厂用水：直接空冷系统最大优势是可以大量节水，从而可使电厂选址不受水源限制。在水冷凝汽器发电机组中，耗水量的90 %以上是在冷却塔中蒸发掉的。直接空冷凝汽器采用空气冷却管束内的饱和蒸汽，省去了作为中间冷却介质的循环水。因此，采用直接空冷凝汽器系统的机组比水冷凝汽器发电机组节水约90 %。对于一台600 MW空冷电站，整个电站节水量在2000 t/h以上。

    （2）通过优化设计，减少了系统占地面积：在水冷凝汽器系统中，循环冷却水塔和循环水泵房要单独占用一定的建设用地。采用直接空冷凝汽器的空冷系统可通过优化设计，将上述用地全部省掉。

    （3）由于蒸汽与空气通过翅片管束直接进行热交换，省去了中间介质和二次换热，综合换热效率提高，运行更经济。

    （4）直接空冷电站具有较高的社会效益和与水冷凝汽器机组可比的经济性：随着水源的日益紧张和水价的不断提高以及环保要求的日趋严格，使用直接空冷凝汽器也就成为缺水富煤地区兴建电厂的首选。尤其是节水所产生的社会效益更是难以估量。

    （5）运行方式方便可靠：火电厂直接空冷凝汽器系统均分为几个空冷单元且均装有隔离阀，所以设备出现问题时关闭隔离阀可以安全地将故障设备与运行系统隔离；又因为每个单元分成若干组管束，每个单元配1台冷却风机，风机可以采用三速风机或者变频风机，所以运行时可以通过降低风机转速或停运风机等方法，调节某一单元和某一组管束的负荷，控制其凝结水的过冷度和汽轮机背压。

    3 项目概况
    本项目是作为国内电站空冷设备制造的龙头企业为内蒙古自治区某地区2＊300MW火电机组工程直接空冷机组的系统项目。每台机组布置方式为5×6的风机30台（轴流风机电机功率132kW），每列4台顺流风机，1台逆流风机，均采用变频控制。每台风机配置一套变频调速装置，共配60台变频调速装置。项目建成之后，对于缓解华北电网负荷紧张状况，保证京津冀地区工业生产需求，保障2008年北京奥运顺利进行有着积极的意义。

    4 空冷风机变频控制系统的要求

    4.1 空冷风机技术规范：
    空冷风机将用于A型冷却系统的强制通风。风机位于风机桥架和<<IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">

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评论人：wcycn

评论时间：2011-7-18

电工之家
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