立式三角形空冷器系统在发电厂空冷系统改造中的应用探究

赵拴荣

摘 要：早期建设的空冷电厂由于各种因素的影响，煤耗偏高、效率下降，其原因是电厂现在的运行条件已经偏离了原来的设计指标。为了节能降耗，就需要对原空冷系统扩容改造，以降低主机排汽背压、提机组效率。但原空冷系统改造往往受到原有场地限制难以实施，而立式三角形空冷器具有占地小、布置灵活、不受场地限制的特点，建议在类似的工程改造中借鉴使用。

关键词：升级改造;节能提效;布置方便灵活;布置形式多样

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0120-02

0 前言

在我国北方地区众多的空冷电厂中，早期建设的空冷电厂由于各种因素的影响，与近期建设的空冷电厂相较煤耗偏高、效率偏低，其原因是电厂现在的运行条件已经偏离了原来的设计条件值，主要表现在自然环境因素主要是气温变化、煤价的大幅提高及电价的调整、机组运行小时数难以保证等。因此，按照原来设计条件确定的机组设计背压在当下条件下运行，就显得煤耗能耗偏高，经济性不佳。燃煤火力发电是为社会发展和经济发展提供电力能源的主力军，同时也是大量消耗一次能源的行业。随着经济发展方式转变工作逐步推进，中高碳经济向低碳经济转型是大势所趋。按国家发改能源[2014]2093号文要求，到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗率需低于310g/kW.h。

为了满足国家绿色、环保、节能、降耗要求，一些电厂已经在着手改造之中，而要节能降耗，就需要对原空冷系统扩容改造，以降低主机排汽背压从而降低煤耗。但原空冷系统改造往往受到原场地限制难以实施，而立式形三角空冷器具有占地小、布置灵活、受场地限制小的特点，建议在类似的工程改造中使用。

1 立式三角形空冷器简述

立式三角形空冷器是一種新型布置方式的小型直冷凝汽器。

立式三角形空冷器的系统组成与工作原理与我们传统的平台式直冷凝汽器几乎完全相同，同样是利用风机使外界环境风强制通过管束表面，将管束中的排汽冷凝成水，整个系统同样是由管束、风机、管道、单元内部的支撑结构，以及清洗和仪控仪表和电气部分构成。只是在单元的布置方式上做了调整，使整个系统调节更为灵活，能很好地用于节能降耗冷端优化。

立式三角空冷器是将管束沿着长度的方向布置成固定的夹角，竖直放置在平台上，形成三角形的两个侧边，三角形的背面及上面除去风机部分均用压型钢板密封，防止风从三角形的背面和顶面泄漏，确切的说整个系统是一个五边形的结构。管束的夹角在70°左右，根据不同的风机尺寸，角度略有调整。每个立式冷却三角占地约20m×20m。

每一侧的管束都由顺流管束和逆流管束构成，管束依然是自支撑结构，管束下方为凝结水联箱，在逆流管束下方的凝结水箱连接有凝结水管道，管束中冷凝下来的凝结水沿凝结水管道汇集到汽机的凝结水箱中。逆流管束的上方设有抽真空管道，将系统中不凝结的气体抽出系统外，保持系统的真空度。

立式三角形空冷器的风机设置在管束上方，由传统的鼓风形式变为了引风形式，环境风首先从侧面通过管束表面进行换热，换热后的热空气经过风机被抽出系统外。风机下方与齿轮箱、电机相连。如图1所示。

立式三角形这种结构，因为单元占地比较小，在场地布置上比较灵活，尤其适合场地条件比较不规则的情况，相比传统的平台式凝汽器，布置起来更为灵活。可以肩并肩或背靠背布置，也可以成一字式、L式、三角式或场地需要的布置形式。

由于立式三角形的调节相对灵活，生产厂家对立式三角形凝汽器的方案设计实现了模块化。风机直径从28ft到36ft，对应配90kW到132kW额定功率的电机，以及不同规格三角单元的性能曲线。根据项目的具体设计条件，参照性能曲线几乎可以准确计算出所需要的单元尺寸及数量。同时可根据不同的风机尺寸和单元数量，设定了标准的单元尺寸和管道尺寸。方案确定后，可根据场地条件选择适宜的布置形式。确定平台的占地尺寸及管道尺寸。这种模块化设计简化了热力计算的过程，同时模块化形式也节省了一部分设计成本。

2 实际工程设计方案介绍

内蒙某发电厂为2×300MW直接空冷机组原设计背压13.5kpa，提效节能改造后机组设计背压需要降低到12kpa，由于改造后进入空冷系统的热负荷比原来增加而引起背压提升约2.0kpa，这样空冷系统改造后的背压降需要3.5kpa。考虑电厂已经运行了十多年，空冷系统散热性能有所降低，综合考虑各种因素，确定空冷系统改造后总的背压降为4.0kpa。

针对本工程改造特点，选择了几种切实可行的改造方案进行对比分析，具体比较结果见表1所示。

3 总结与建议

通过上述比选方案的技术经济对比可知，立式三角形空冷器系统具有节电、节能、节省投资、占地小、布置灵活性好、不受场地限制、能较好规避不利风向的影响，特别适合于原场地受到一定限制的改造项目。上述技改事例是针对直接空冷系统，对于间接空冷系统改造，可选择适用于间接空冷系统的立式三角空冷器，建议类似工程技改中予以借鉴。

参考文献

[1] 西北电力设计院。电力工程水务设计手册.

[2] 王颖华，王明韧.机组的额定背压、设计水温计算的探讨[J].电力勘测设计，2014（10）：40-44.