直接空冷机组增设夏季喷淋设备的初步效益分析

直接空冷机组增设夏季喷淋设备的初步效益分析

罗晓丹

山东电力建设第三工程有限公司  山东青岛  266100

随着多数直接空冷机组进入到长期稳定运行阶段，环境因素，特别是夏季高温对空冷机组运行的影响也逐渐显现。直接空冷电站设计时，一般采用当地气向站收集和统计的历年最高温度作为设计考核最高温度，对应夏季极端工况，此工况条件下一般要求机组可以适当降低运行负荷。如果出现持续高温或极端高温，电站将存在长期不能满发、背压变大、煤耗增高、凝结水温度过高情况，更有甚者会出现跳机的极端情况，对于缺电地区特别是应对夏季用电高峰影响极大。不论是电站的经济效益或本身的运行工况来讲，都极为不利。

以摩洛哥某地350MW燃煤空冷机组在2018~2019年夏季的运行情况为例，该电站位于摩洛哥东北部，属地中海气候，夏季炎热高温，冬季温和多雨。机组热力特性说明书规定：额定功率：355.012MW（THA工况） 最大功率：364.932MW（VWO工况），额定蒸汽参数 新蒸汽：（高压主汽阀前）24.2MPa/566℃ 再热蒸汽：（中压联合汽阀前）压力最高压力分别为7.359MPa 、5.232MPa 、2.311MPa 、0.970MPa 、0.487MPa、 0.244.761MPa/566℃，THA背压：12kPa，夏季工况：33KPa调节级后极限运行压力≤19.75MPa，1-6段抽汽9MPa 0.119MPa额定新汽流量：1081.7t/h最大新汽流量：1117t/h；锅炉最大连续蒸发量为：1117t/h，额定蒸发量为：1082t/h。                                      

机组额定运行工况按照干球温度20℃，主导风北风，风速2m/s-3m/s。自2018年6月14日起干球温度26.37℃，机组负荷351MW，新汽流量1147t/h，调节级后运行压力19.95MPa，背压16.3KPa，均超出汽轮机最大进汽量及锅炉最大蒸发量也超出调节级后极限运行压力，其他各段抽汽压力在额定范围内。

夏季工况按照干球温度33℃，主导风为北风，风速2m/s-3m/s。电站所在地截至2019年8月11日夏季气温超过33℃达41多天，超过30℃达59天，6月24日7月3日7月14日13：00-17：30均达到40度高温天气，尤其7月17日、7月19日14：00-17：30气温达到41度，高于设计温度8℃。7月3日17：11风速达到20.30m/s，7月19日15：03风速达到21m/s。18年6月23、24日出现两天高温天气，最高干球温度达40℃，新汽流量1155t/h左右，超出汽轮机最大流量及锅炉最大蒸发量38t/h，超出汽轮机额定流量及锅炉额定蒸发量73t/h，调节级后运行压力高达20.11MPa，超出极限运行压力0.36MPa，背压27.2KPa机组负荷仅维持在340MW左右.尤其7月中旬以后，每天高温时段需降负荷维持机组运行，根据6、7、8月份机组运行情况来看，整个夏季高温时段机组将超负荷运行，给机组安全稳定运行带来较大隐患。

关于水汽监督指标方面：2019年6月23日14：19机组负荷342MW新汽流量1126t/h干球温度34.2℃汽轮机排汽温度64.1℃凝结水温度63.09℃，凝结水精处理装置因凝结水温度高自动退出，16：19化验分析给水氢电导由0.125μ s/cm上升至0.249μ s/cm（控制标准≤0.15μ s/cm）新汽氢电导由0.113μ s/cm上升至0.203μ s/cm（控制标准≤0.15μ s/cm），给水、新汽其他监督指标正常。尤其7月17日13：20-21：03凝结水精处理退出时间接近8小时，原凝结水精处理再生时间大约二十多天，需要十多天再生一次，精处理再生时间明显缩短，给水、主蒸汽的氢导超标严重，最高达到0.423μs/cm，远远超过化学监督三级处理值0.3μs/cm。氢导超标将引起通流部分积盐，造成通流部分结垢。

为了保证机组满负荷和运行安全，满足业主的上网电量要求，该电站于2019年对空冷系统进行了技术改造，在空冷管束水平加装喷淋装置。下面是加装临时喷淋后的夏季高温时段与2018年夏季高温时段机组运行参数对比：

通过18、19年夏季高温时段机组运行参数比较，增加喷淋系统后，19年比18年高温时段每小时多发20MW/h左右，按照19年夏季超过33度大约40天，每天高温时段影响机组负荷约10小时，共计比2018年多发约8000MWh，按照每度电0.3元，增发电量经济效益为8000×1000×0.3=240万元，根据环境温度35℃，背压平均降低了3Kpa，按背压每降低1Kpa，可降低标煤耗2.6g/kwh，标煤单价600元/吨，比2018年高温时段可节约65.52万元。