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空冷凝汽器驗(yàn)收考核實(shí)驗(yàn)也是以該性能曲線為依據(jù)。按照VGB—R131Me導(dǎo)則，可有2種方法進(jìn)行空冷凝汽器性能考核驗(yàn)收。第1種方法是考核凝汽器凝結(jié)蒸汽量，即在一定的汽輪機(jī)背壓和凝汽器進(jìn)口空氣溫度條件下，測量凝汽器的凝結(jié)蒸汽量。當(dāng)所測得的凝結(jié)蒸汽量超過性能曲線上相同背壓、相同氣溫條件下查得的蒸汽量，就表明空冷凝汽器滿足設(shè)計(jì)要求，反之，表明空冷凝汽器性能達(dá)不到考核要求。第2種方法在本質(zhì)上和第1種方法一致，通過考核汽輪機(jī)背壓來考核空冷凝汽器性能，即在一定的凝結(jié)蒸汽量和凝汽器進(jìn)口空氣溫度條件下，測量汽輪機(jī)背壓。當(dāng)所測得的汽輪機(jī)背壓低于性能曲線上相同凝結(jié)蒸汽量、相同氣溫條件下查得的汽輪機(jī)背壓，就表明空冷凝汽器滿足設(shè)計(jì)要求。
2．3石家莊風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行時直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行特性軸流石家莊風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行時，空冷凝汽器順流管束傳熱系數(shù)降為25．3 W／(m2．K)，逆流管束傳熱系數(shù)降為22．4 W／(m2．K)。半速運(yùn)行時，冷卻空氣流量近似減小為原來的一半，即迎面風(fēng)速為1．225 m／s。圖3和圖4分別給出了軸流石家莊風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行時，凝汽器溫度、汽輪機(jī)背壓隨凝汽器進(jìn)口空氣溫度和凝汽器凝結(jié)蒸汽量的變化曲線。同樣，隨凝汽器進(jìn)口空氣溫度升高，凝汽器凝結(jié)溫度和汽輪機(jī)背壓也相應(yīng)升高。隨凝汽器凝結(jié)蒸汽量增加，凝汽器凝結(jié)溫度和汽輪機(jī)背壓也增加。軸流石家莊風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行時，當(dāng)凝汽器凝結(jié)蒸汽量m，=240 kg／s，乞l=11．1℃，由圖中可知，汽輪機(jī)背壓P，升高為44 kPa，較石家莊風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行時增加了29 kPa，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性顯著下降。保持凝結(jié)蒸汽量不變，當(dāng)毛l升高為30℃時，汽輪機(jī)背壓則升高為88 kPa，已經(jīng)超過汽輪機(jī)能夠安全連續(xù)運(yùn)行最高允許背壓65 kPa和跳閘背壓80 kPa，將出現(xiàn)非正常停機(jī)事故。另一方面，當(dāng)機(jī)組冬季低溫運(yùn)行時，由于環(huán)境溫度較低，在軸流石家莊風(fēng)機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時，可能導(dǎo)致汽輪機(jī)背壓過低，如果低于汽輪機(jī)阻塞背壓，機(jī)組將不能正常工作。更為嚴(yán)重的情況是在冬季極低溫條件下，如果機(jī)組負(fù)荷較低，可能使凝結(jié)水局部溫度低于結(jié)冰溫度，導(dǎo)致空冷凝汽器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，翅片管束被脹裂。因此軸流石家莊風(fēng)機(jī)在冬季通常采取減速運(yùn)行的方式，以防止管束凍裂現(xiàn)象發(fā)生。從圖2可以看出，在軸流石家莊風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行的條件下，當(dāng)凝結(jié)蒸汽量為180 kg／s，凝汽器進(jìn)口空氣溫度為0"C時，汽輪機(jī)背壓僅僅為5 kPa，已經(jīng)低于汽輪機(jī)阻塞背壓7．6 kPa。而當(dāng)軸流石家莊風(fēng)機(jī)廠半速運(yùn)行時，從圖4中可知，此時汽輪機(jī)背壓為13．8 kPa，高于汽輪機(jī)阻塞背壓。凝結(jié)水溫度為52℃，也遠(yuǎn)高于水的結(jié)冰溫度，不會發(fā)生管束凍裂情況。可見，石家莊風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式的調(diào)整，依賴于環(huán)境溫度和機(jī)組熱負(fù)荷的變化。在溫度較低的冬季，為防止汽輪機(jī)背壓低于阻塞背壓和空冷凝汽器管柬凍裂事故的發(fā)生，石家莊風(fēng)機(jī)廠需減速運(yùn)行，而且凝汽器熱負(fù)荷不能過低。反之，在夏季高溫條件下運(yùn)行的空冷機(jī)組，為防止出現(xiàn)汽輪機(jī)背壓過高帶來的非正常停機(jī)事故和機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的降低，需要石家莊風(fēng)機(jī)全速甚至變頻超速運(yùn)行。
3結(jié)論
針對國內(nèi)典型300 MW直接空冷機(jī)組空冷凝汽器設(shè)計(jì)，進(jìn)行了空冷凝汽器全工況運(yùn)行性能分析，得到如下結(jié)論：
(1)在凝汽器凝結(jié)蒸汽量不變的情況下，隨空冷凝汽器進(jìn)口空氣溫度升高，空冷凝汽器內(nèi)冷凝溫度相應(yīng)升高，汽輪機(jī)背壓升高。在設(shè)計(jì)凝結(jié)蒸汽量下，空冷凝汽器進(jìn)口空氣溫度由11．1℃升高到30℃時，汽輪機(jī)背壓由15 kPa增加到33．6 kPa。空冷凝汽器進(jìn)口空氣溫度不變時，當(dāng)凝汽器凝結(jié)蒸汽量增加時，也會使空冷凝汽器內(nèi)冷凝溫度升高，汽輪機(jī)背壓增加。
(2)當(dāng)凝結(jié)蒸汽量和進(jìn)口空氣溫度不變時，隨石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，汽輪機(jī)背壓升高。在設(shè)計(jì)凝結(jié)蒸汽量和進(jìn)口空氣溫度下，當(dāng)石家莊風(fēng)機(jī)由全速運(yùn)行改為半速運(yùn)行時，汽輪機(jī)背壓則由15 kPa升高到44kPa：但石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時，石家莊風(fēng)機(jī)功率減小，廠用電量降低。因此存在一個合理的空冷凝汽器迎面風(fēng)速，既能保證發(fā)電收益最大，又能使石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在一個合理的水平，滿足當(dāng)?shù)貙κ仪f風(fēng)機(jī)噪聲的要求。
(3)冬季低溫情況下，為防止汽輪機(jī)背壓低于阻塞背壓和空冷凝汽器管束凍裂事故發(fā)生，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時，石家莊風(fēng)機(jī)需減速甚至停止運(yùn)行，如在軸流石家莊風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行條件下，當(dāng)凝結(jié)蒸汽量僅為180 kg／s，進(jìn)口空氣溫度為0℃時，汽輪機(jī)背壓僅為5 kPa，而當(dāng)軸流石家莊風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行時，汽輪機(jī)背壓升為13．8 kPa。在夏季高溫條件下運(yùn)行時，為防止汽輪機(jī)背壓過高帶來的非正常停機(jī)和機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的下降，機(jī)組需減小出力，同時，軸流石家莊風(fēng)機(jī)要求全速甚至超設(shè)計(jì)風(fēng)量運(yùn)行。