空冷RB在600 MW直接空冷機組的應用

山東申力技木SHANDONG DIANLI JISHU013年第3期(總第193期)空冷RB在600MW直接空冷機組的應用Research and Applications of RB Control in 600 MW Direct Air Cooling Units王利濤1,徐月浩1,王天堃2,周忠偉',鐘寧1,李華東(1.陜西德源府谷能源有限公司,陜西府谷719407:2神華國能集團公司,北京10002;3山東中實(shí)易通集團有限公司,山東濟南250002摘要:通過(guò)對陜西德源府谷能源有限公司(下稱(chēng)府谷電廠(chǎng))600MW亞臨界直接空冷機組空冷島背壓運行特性,結合空冷RB新創(chuàng )控制策略,重點(diǎn)解決由于夏季直接空冷機組受到不利風(fēng)向的影響,在空冷島上方熱空氣回流造成機組背壓急劇惡化引起機組跳閘,提高機組在高背壓惡劣環(huán)境下的安全運行關(guān)鍵詞:直接空冷機組;RB;背壓Abstract: This paper analyze the backpressure operation characteristics of air-cooled island of 600MW subcritical direct aircooling units in Shanxi Fugu Energy Co. Ltd. utilizing the innovative air-cooled RB control strategy. As in the summer, the hotair above the air-cooled island may reflow when the adverse wind direction occurs and generate high unit backpressure whichwill cause the unit to shut down. This paper will focus on resolving such problem to improve the safe operation in the harshenvironment of high backpressure.Key words: direct air cooling unit; RB; back pressure中圖分類(lèi)號:TK323文獻標志碼:B文章編號:1007-9904(2013)03-0063-04間的壓力的平衡,安裝了1個(gè)平衡管。每個(gè)管道系0引言統分流成4個(gè)上升管和蒸汽集管,沿每組管排的頂府谷電廠(chǎng)一期2臺600MW亞臨界燃煤直接空部布置。冷機組于2008年實(shí)現雙投。2臺機組并排布置,機蒸汽通過(guò)蒸汽集管進(jìn)入順流冷凝管束頂部的翅組間無(wú)間距,兩臺機組空冷凝汽器熱空氣相互影響,片管道。大約80%的蒸汽通過(guò)順流冷凝管束冷凝尤其在夏季空冷背壓位置高限運行,當風(fēng)速在7m/s(蒸汽和凝結水自上而下順流)。凝結水和殘留的未時(shí),空冷島的熱回流對機組的影響較大,經(jīng)常出現限冷凝蒸汽通過(guò)“A”型屋頂結構底部的大尺寸蒸汽/凝負荷運行,嚴重時(shí)導致背壓保護動(dòng)作跳機。因此解結水聯(lián)箱收集。剩余蒸汽(約20%)通過(guò)與蒸汽/凝決背壓突變造成機組停運是迫切解決的問(wèn)題。結水聯(lián)箱的底部連接進(jìn)入逆流冷凝管束的翅片1府谷電廠(chǎng)空冷系統管道蒸汽通過(guò)逆向流動(dòng)模式獲得冷凝,即不可冷凝府谷電廠(chǎng)空冷系統主要由帶風(fēng)機組的凝汽器、的氣體向上流動(dòng),而凝結水向下流入蒸汽凝結水聯(lián)凝結水系統、抽真空系統等組成。箱。通過(guò)這種方式,凝結水總能從蒸汽獲得熱能,避A、B低壓缸排出的乏汽分別通過(guò)兩根主汽管道免發(fā)生過(guò)冷現象。逆流管束沿著(zhù)列分成2組重新均進(jìn)入空冷凝汽器,空冷凝汽器向大氣放出熱量,實(shí)現勻分配蒸汽。不可冷凝的氣體在逆流冷凝管束頂部對蒸汽的冷卻,空冷風(fēng)機起到加速冷卻的作用,蒸汽附近匯集,被吸入逆流冷凝管束頂部布置的空氣集凝結成水以后由凝結水管道匯流排至凝汽器。管內。這些集管通過(guò)空氣管線(xiàn)與抽真空系統相連,空冷凝汽器由8組“A屋頂型翅片管排構成。每以便從空冷凝汽器內抽走不可冷凝的氣體。蒸汽/組管排包含7個(gè)模塊(5個(gè)一次模塊和2個(gè)混合模凝結水聯(lián)箱內收集的凝結水在重力作用下排入除氧塊)。每個(gè)模塊由10個(gè)翅片管東構成。屋頂結構下器,在那里被分散以利于部分在加熱。然后,凝結水方布置的軸流風(fēng)機迫使空氣流過(guò)翅片,蒸汽通過(guò)2返回到從排汽裝置伸出的主凝結水箱。由凝結水泵組大孔徑管道流入凝汽器。為保證2組排汽裝置之從主凝結水箱內將凝結水抽入鍋爐系統。山東電力技術(shù)SHANDONG DIANLI JISHU2013年第3期(總第193期)根據府谷電廠(chǎng)機組特點(diǎn),背壓在大于45kPa時(shí)2府谷電廠(chǎng)RB簡(jiǎn)介增加一報警點(diǎn),提前提醒運行人員及時(shí)調減負荷,減設計RB邏輯的主要目的是當機組主要輔機發(fā)少空冷島進(jìn)汽量,及時(shí)減小機組背壓。生故障時(shí),為維持鍋爐允許出力,必須使機組快速自增加背壓上升過(guò)快報警。通過(guò)邏輯判斷背壓在動(dòng)降負荷,同時(shí)保證主要調節系統工作正常,維持機30s內增加大于1kPa,發(fā)出聲光報警提醒運行人員組主要參數在允許范圍內。該機組設計有以下幾項注意背壓的變化,提前做好預處理RB功能3?？绽鋶u安裝的風(fēng)速、風(fēng)向儀緊靠在散熱翅片的兩臺并列運行的送風(fēng)機中的一臺跳閘;上部,由于熱風(fēng)回流現象的影響,不能真實(shí)的反映出兩臺并列運行的引風(fēng)機中的一臺跳閘;實(shí)際環(huán)境的風(fēng)速及風(fēng)向。根據府谷電廠(chǎng)的風(fēng)向的特兩臺并列運行的一次風(fēng)機中的一臺跳閘點(diǎn),將風(fēng)速、風(fēng)向儀移到鍋爐房頂,及時(shí)發(fā)現不利的兩臺并列運行的空預器中的一臺跳閘風(fēng)向變化。同時(shí)在集控室做出風(fēng)速、風(fēng)向的報警,提兩臺并列運行的給水泵中的一臺跳閘,3s后另醒運行人員發(fā)現不利的風(fēng)向、風(fēng)速的變化外一臺給水泵未聯(lián)啟。32設計空冷RB3府谷電廠(chǎng)空冷RB設計為快速消除由于熱風(fēng)回流造成的背壓上升過(guò)快,最直接的方法就是減少空冷島的進(jìn)汽量,也就是空冷島采取風(fēng)機從環(huán)境吸入冷空氣鼓入空冷散快速減負荷( run back)。即在背壓突變時(shí)發(fā)生RB使熱翅片和汽輪機乏汽進(jìn)行熱交換,對汽輪機乏汽進(jìn)機組快速甩負荷。主要控制思路是將機組背壓大于行冷凝。所以經(jīng)過(guò)空冷散熱翅片的冷空氣量和溫度定值且背壓上升速率大于一定值時(shí)觸發(fā)機組RB及汽輪機乏汽量是空冷凝汽器的效果的主要因快速降負荷,快速減少進(jìn)入空冷島的乏汽量,防止背素{。在夏季運行時(shí),環(huán)境溫度較高,此時(shí)空冷風(fēng)機壓上升過(guò)快而造成機組非停。通過(guò)邏輯判斷機組背在全出力運行方式下,背壓仍舊較高運行。如在特壓的上升速率和不同的背壓值進(jìn)行組合,達到條件定的氣象條件下(如大風(fēng)),形成空冷島回流,經(jīng)空冷發(fā)出RB條件及時(shí)減負荷,快速減少進(jìn)入空冷島的乏凝汽器散熱翅片換熱后的熱空氣被大風(fēng)重新壓回散汽量?？刂七壿嬋鐖D1所示。熱翅片進(jìn)入風(fēng)機入口。導致空冷散熱翅片入口空氣空冷背壓信號將排氣管道1、2兩側的信號經(jīng)過(guò)溫度升高,嚴重降低了空冷島的換熱效率,使汽輪機3選中選擇,后經(jīng)大選且經(jīng)過(guò)點(diǎn)質(zhì)量判斷后作為邏背壓急劇惡化,嚴重時(shí)可能造成機組非正常停機。輯的判斷信號為避免在府谷電廠(chǎng)發(fā)生類(lèi)似的情況,根據以上空冷RB觸發(fā)條件分析及府谷電廠(chǎng)空冷系統的特點(diǎn),有兩方法可以改1)RB投人且負荷大于RB動(dòng)作負荷。變空冷背壓。一是提高空冷風(fēng)機的轉速。由于夏2)以下任一條件發(fā)生:空冷背壓在49-54kPa之季,空冷風(fēng)機一般在超頻運行,風(fēng)機轉速影響有限。間,背壓每30s變化大于25kPa;空冷背壓在5458kPa二是降低汽輪機乏汽量。當風(fēng)速、風(fēng)向變化時(shí),直接之間,背壓每30s變化大于15kPa;空冷背壓大于空冷機組背壓升高幅度大且急,最有效的辦法是減58kPa。小空冷島的進(jìn)汽量(汽輪機乏汽),已平衡空冷島瞬3)空冷RB在負荷大于420MW時(shí)觸發(fā),負荷小間失去的冷卻能力,防止背壓快速增加。于300MW時(shí)復位。3.1完善報警系統3.3注意事項府谷電廠(chǎng)只設有空冷背壓大于60kPa的報警,因為RB動(dòng)作時(shí)會(huì )造成機組負荷大幅下降,機65kPa即發(fā)生背壓高跳機保護,兩者之間間隔太小,組運行穩定性降低,要避免空冷RB的誤動(dòng)同時(shí)也要報警后運行人員已來(lái)不及進(jìn)行補救,失去處理的最避免拒動(dòng)。特別注意在做邏輯時(shí)要對空冷背壓信號好時(shí)機。所以根據府谷電廠(chǎng)的實(shí)際情況重新確定報進(jìn)行質(zhì)量判斷,防止因為信號質(zhì)量問(wèn)題造成的空冷警信息,完善測量機報警系統,讓運行人員有足夠的RB誤動(dòng)。排氣管道12的背壓要經(jīng)過(guò)大選,確保最時(shí)間做好應急準備。主要采取以下的措施。大的背壓作為邏輯判斷信號,防止汽輪機排氣管道山東電力技術(shù)SHANDONG DIANLI JISHU2013年第3期(總第193期)排氣管道1背排氣管道2背壓(選擇后)壓(選擇后)空冷RB發(fā)生負荷低R入網(wǎng)XN位ON四O日RB動(dòng)力空冷被壓增加過(guò)快報警低于空冷RB負荷BORB結束圖1空冷背壓RB邏輯圖400.000機組功率;2—排氣壓力輸出點(diǎn);3一RB發(fā)生;4一汽包水位圖2空冷RB動(dòng)作時(shí)的曲線(xiàn)兩側的背壓偏差較大,造成汽輪機背壓保護動(dòng)作而要根據具體情況而定?？绽銻B未動(dòng)作?？绽浔硥贺摵蓜?dòng)作值之所以設定在420MW,是4空冷RB效果根據府谷電廠(chǎng)近幾年的經(jīng)驗判斷,發(fā)現機組負荷在2012年5月18日府谷電廠(chǎng)2號機組空冷RB大于420MW時(shí),當環(huán)境急劇惡化時(shí),空冷背壓上升動(dòng)作,當時(shí)機組負荷在564MW,機組背壓37kPa較快,留給運行人員時(shí)間太短。其它背壓的設定值由于風(fēng)速風(fēng)向突然變化,背壓變化過(guò)快,空冷RB動(dòng)也是根據背壓的變化率設定也是根據經(jīng)驗數值所作,機組負荷很快穩定在299MW,機組背壓穩定在得。因此不同機組的真空設定值、變化速率及負荷27kPa。根據當時(shí)的曲線(xiàn)如果空冷RB不動(dòng)作的話(huà)山東電力技術(shù)SHANDONG DIANLI JISHU2013年第3期(總第193期)的報警系統也起到和很重要的作用,在機組未達到參考文8機組背壓大概在4min左右就會(huì )達到跳機動(dòng)作值,空節系統的RB功能,機組主要參數均能控制在允許冷背壓的動(dòng)作成功的避免了一次非停的發(fā)生。趨勢的范圍之內,完全能夠保證機組在惡劣環(huán)境工況下圖如圖2所示。的安全運行同時(shí)在夏季運行的過(guò)程中,空冷背壓增加過(guò)快空冷背壓RB動(dòng)作值之前提前提醒運行人員及時(shí)調1李華東,李艷RB技術(shù)探討及其在300MW機組的應用[J山整機組運行方式防止背壓的進(jìn)一步惡化。東電力技術(shù),2005(4):27-30[2]王佩璋解決強熱風(fēng)回流威脅汽輪機停機問(wèn)題的探討[電力5結語(yǔ)設備,2006,7(11):47-49[3]郎澄字,馬維遷府谷電廠(chǎng)1號機組RB性能試驗報告[R]山東空冷RB應用解決了由于熱風(fēng)回流造成機組背電力研究院,2008壓急劇惡化導致機組非停的問(wèn)題。提高機組背壓的收稿日期:2012-12-29報警值,及時(shí)提醒運行人員干預運行方式,盡量避免作者簡(jiǎn)介空冷RB的動(dòng)作,減少機組負荷的次數。依靠自動(dòng)調王利濤(1984—),男,助理工程師,從事電廠(chǎng)熱工管理工作(上接第49頁(yè))為水源熱泵供治原理、家庭熱能利用技術(shù)的有機結合,構建虛擬展覽中心,將三維仿真建兩部分。用戶(hù)可以直觀(guān)地在3D展廳里漫游,了解水模、情景仿真動(dòng)畫(huà)演示與本地或網(wǎng)絡(luò )數據同步,將信源熱泵的原理,以及熱能如何利用,同時(shí)可以展示多息實(shí)時(shí)展現在三維場(chǎng)景和立體動(dòng)畫(huà)之上,實(shí)現動(dòng)態(tài)媒體信息如表2所示,顯示熱源水泵的節能優(yōu)勢。信息與三維場(chǎng)景的同步展示。從而實(shí)現了對電動(dòng)汽車(chē)、節能燈、水源熱泵等需求側示范項目身臨其境的全方位的展現,將節約用電、安全用電、節能產(chǎn)品展示和企業(yè)節能等知識以生動(dòng)、直觀(guān)、形象的形式展現出來(lái),讓用戶(hù)體驗到逼真的場(chǎng)景漫游和互動(dòng)操作。為廣大用戶(hù)提供學(xué)習電力科普知識的平臺,具有一定的創(chuàng )新意義,對于傳播電力需求側管理項目,不斷推進(jìn)電力需求側建設的力度和深度,具有較大的推廣意義。圖5水源熱泵3D模型參考文獻[1]陳洪,馬欽,朱德?；?unity3D的交互式虛擬農業(yè)仿真平臺表2不同能源設備加熱100t熱水費用比較研究[J農機化研究,2012,34(3):184-18比較對象費用比較/元節省/元節省率/%[2]于建松基于 Unity3D的室內浸游的關(guān)鍵技術(shù)研究[J.鹽城工廢熱回收機組59200學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,24(4):56-59電熱爐252900[3]計力北京電力展示廳示范工程建設及效果[J需求側管理,2010,12(4):69-71燃油鍋爐2592.002000.00[4]于建松基于 Unity3D的室內漫游仿真系統[J淮陰師范學(xué)院燃氣鍋爐148900897.00學(xué)報(自然科學(xué)),2011(12):515-518燃煤鍋爐68500收稿日期:2012-11-215結語(yǔ)作者簡(jiǎn)介高建宏(1974),女,高級工程師,主要從事電力需求側管理研采用3D技術(shù),進(jìn)行電力需求側項目虛擬展示平究工作;臺的研究,開(kāi)發(fā)面向廣大供電部門(mén)和客戶(hù)的電力需劉新鋒(1977-一),男,系統分析師,主要從事電力需求側系統研發(fā)工作;求側示范工程網(wǎng)上展示系統,與電力需求側管理知王志梁(1977-),男,工程師,主要從事電力市場(chǎng)和需求側管理識體系相融合,并通過(guò)多媒體編程技術(shù)與動(dòng)態(tài)軟件研究工作。