9000m_2双曲线自然通风逆流冷却塔的优化改造

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9000m 2

双曲线自然通风

逆流冷却塔的优化改造 

熊大健,李秉正

福建省鸿山热电有限责任公司,福建石狮 362712

[摘 要] 针对双曲线自然通风逆流冷却塔虹吸罩经常损坏无法形成虹吸,造成单台循环水泵运

行时只能实现半塔配水,以及两台循环水泵运行时虽然冷却水可漫过配水虹吸罩形成全塔配水,但存在全塔配水不均匀现象,通过对冷却塔配水系统结构的优化改造,解决

了上述问题,显著提高了机组的经济性。

[关 键 词] 冷却塔;虹吸罩;虹吸配水;循环水泵;循环水;水温[中图分类号] TK264.1[文献标识码] B

[文章编号] 1002-3364(2010)08-0054-03[DOI 编号] 10.3969/j .issn .1002-3364.2010.08.054

OPTIMIZATION RETROFIT OF 9000m 2HYPERBOLIC NATURAL

DRAFT C OUNTER FLOW C OOLING T OWER

XIONG Dajian ,LI Bingzheng

Fujian Hongs han Thermal Pow er Co Ltd ,S hishi 362712,Fujian Province ,PRC

Abstract :Directing against the problems of frequent damages occurred on siphon co ver in hy pe rbolic natural draft counter flow cooling tow er ,the uniform distribution of siphon wa ter can 't be realized ,and in the case o f single circulating w ater pump in operation ,only the w ater distribution in half tow er can be realized ,and in the event o f tw o circulating w ate r pumps in operation ,although the cooling w ater can overflow the siphon co ver and makes the w ater distributio n in w ho le to we r can be realized ,but the w ater can 't be distributed uniform ly .Through optimization retro fit of the w ater distribution co nfigura -tio n in the cooling tow er ,the problems mentio ned above have been so lved ,and the eco nomic efficiency of the unit being remarkably improved .

Key words :co oling tow er ;siphon cover ;siphon w ate r distributio n ;circulating w ater ;w ater temperature

作者简介: 熊大健(1972-),男,福建省鸿山热电有限责任公司汽机运行主管,长沙电力职业技术学院兼职副教授,从事汽轮机技术管理工作。

1 配水及循环水系统

某电厂一期2台亚临界600M W 机组,分别于

2006年4月和7月投入商业化运营。循环水系统为扩大单元制二次循环系统,两条循环水进水母管间设联络管和阀门。每台机组配置2台功率为3500kW

的88LKXA-27.8型循环水泵(循泵)、1座双曲线自然通风逆流式冷却塔(简称逆流塔),塔顶设计标高150 m,淋水面积9000m2,冷却水流量21.68m3/s。逆流塔采用单沟、单竖井进水方式与内、外围配水系统,内、外围冷却面积各占40%、60%,内、外围配水槽有4条,每条内围配水槽安装有玻璃钢虹吸罩,采用虹吸配水方式。逆流塔配水系统及循泵运行方式为:夏季1台机组配2台循泵(1机2泵)运行,全塔配水,中央竖井水位15.201m;春、秋季2机3泵运行,全塔配水,中央竖井水位14.593m;冬季1机1泵运行,根据气温情况采用全塔配水或外围配水,内、外围配水时中央竖井水位13.887m,外围配水时中央竖井水位15.396 m。

2 存在问题

2.1 玻璃钢虹吸罩破损

逆流塔内、外围配水方式通过操作虹吸破坏阀门进行切换。运行中发现1号逆流塔虹吸破坏阀门在关闭的情况下,由于玻璃钢虹吸罩强度和密封性能差,其虹吸罩刚投运不久就完全损坏;2号逆流塔虹吸罩虽然完好,但单台循泵运行时只能实现外围配水,只占全塔配水60%的淋水面积。因此,逆流塔仅利用了60%有效冷却面积,循环水流量虽然较2台循泵运行时减少,但却比2台循泵运行时逆流塔出水温度升高2.92℃。现场检查1机1泵外围配水运行时中央竖井水位比全塔配水时高1.51m,由循泵性能曲线查得,循环水流量比全塔配水减少1980m3/h左右,因此冬季仍无法实现1机1泵运行。1机2泵运行时,虽然水可漫过虹吸罩而形成全塔配水,中央竖井水位高达16.2 m,比设计值高1m,而循环水流量相对于设计值减少900m3/h左右,影响了机组的经济运行和机组在夏季的带负荷能力,造成夏季气温高时因受真空限制而限负荷运行。2006年9月10日,2号机组在负荷360 M W时1台和2台循泵运行试验数据见表1。

2.2 配水管、喷头损坏

每次停机时对逆流塔进行检查,均发现有配水管、喷头损坏或脱落。

2.3 填料损坏

机组运行中循泵清污机经常捞出大量的填料碎

表1 2号机组1台和2台循泵运行试验数据

项目2泵运行1泵运行

1泵相对

2泵差值

凝汽器平均真空值/kPa95.05592.415-2.64

低压缸平均排汽温度/℃33.238.885.68

循环水入口母管压力/M Pa0.230.16-0.07

B凝汽器循环水出水压力/M Pa0.160.14-0.02

循环水入口平均水温/℃23.9526.872.92

循环水出口平均水温/℃29.9538.478.52

循环水温升/℃611.65.6

凝泵前凝结水温度/℃32.740.067.36

B/C循泵电流/A408/410382.6/0-435.4

气温/℃19.118.9

大气压力/kPa99.1899.18

湿度/%6262

片,说明有部分逆流塔填料已损坏,其原因是由于喷头

脱落或损坏后大股水柱直接冲至填料层所致。

3 改造措施

该厂地处亚热带湿润季风气候区,近几年来的冬

季最低气温只有-3℃,逆流塔试运初期正处于严冬

季节,当时机组基本无热负荷,但未曾发生结冰现象。

实际运行数据显示,在气温-3℃的情况下,逆流塔的

出水温度仍然有11℃左右,因此可以不考虑逆流塔结

冰问题。同时,由于逆流塔对虹吸罩本身结构质量与

安装工艺设计要求较高,而逆流塔中央竖井土建相对

较粗糙,虹吸罩的安装工艺很难达到密封要求,造成虹

吸罩在运行中容易出现漏气、破裂等问题,严重地降低

了逆流塔的冷却效果。

对此,提出了如下改造措施:(1)取消逆流塔虹吸

罩装置;(2)对内、外围配水系统阻力进行核算,确保其

阻力一致,将配水槽围堰顶部去掉2.5m;(3)对损坏

的配水管、喷头及填料进行更换。

4 改造效果

4.1 试验结果

2号、1号机组逆流塔改造分别于2007年3月17

日及3月27日完成。2007年3月22日对改造后的2

号逆流塔进行了1台和2台循泵运行试验,负荷425

MW下的试验结果见表2。

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表2 改造后2号机组1台和2台循泵运行试验结果

项目2泵运行1泵运行1泵相对2泵差值

凝汽器平均真空/kPa95.1894.58-0.6

低压缸排汽平均温度/℃33.2351.8

循环水入口母管压力/M Pa0.220.15-0.07

B凝汽器循环水出水压力/M Pa0.150.13-0.02

循环水入口平均水温/℃21.219.3-1.9

循环水出口平均水温/℃28.631.52.9

循环水温升/℃7.412.24.8

凝泵前凝结水温度/℃31.933.81.9

C/D循泵电流/A410/404382/0-432

气温/℃1919

大气压力/kPa99.2299.22

湿度/%7474

4.2 改造效果

(1)1台循泵运行时实现了全塔配水,从改造前后1台和2台泵运行试验数据看出,在气候条件、运行工况相同的情况下,1机1泵运行全塔配水比只有外围配水的出水温度低6℃左右,相应的凝汽器真空值高2kPa左右。

(2)1台泵运行时,冷却塔配水井水位由15.3m 下降至13.8m,由循泵性能曲线查得,循泵流量约增加1980m3/h,同等运行工况下循环水温升降低约0.7℃,相应凝汽器真空提高约0.23kPa。

(3)2泵运行时,检查逆流塔内、外围淋水密度已基本相同,测得内、外围的出水温度相差只有1℃左右,逆流塔出水温度同比条件下降约0.8℃,相应凝汽器真空提高约0.24kPa;另外,2泵运行时,逆流塔配水井水位由16.2m下降至15.2m,由循泵性能曲线查得,循泵流量增加约900m3/h。

(4)改造后,1~3月、10~12月机组可实现1台泵运行,且真空在同比条件下提高0.23kPa左右,减少煤耗率约0.69g/(kW·h),按全年40%的发电量,在此期间完成即发电量24亿kW·h,每年节约标煤1656t;按1~3月、10~12月年运行时间140天计算,两台机组减少2台循泵(功率3500kW)运行,年节约厂用电量达2×3500×140×24=2352万kW·h,按设计供电煤耗率330g/(kW·h)计算,每年可节约标煤7761.6t;其它各月采用2泵运行时,凝汽器真空同比条件下提高约0.34kPa,减少煤耗率约1.02g/ (kW·h),按全年60%的发电量在其它各月完成,即2台机组发电约36亿kW·h,则全年可节约标煤3672 t。按标煤单价500元/t计,每年节约成本总计约654万元。

5 结 语

通过对2台自然通风逆流冷却塔的虹吸配水装置和围堰进行改造后,冷却效果明显提高,经济效益显著。

目前逆流塔所采用的喷头系XPH-2型喷头,是针对虹吸配水方式设计的,取消虹吸装置后,建议改用改进型XPH-3型喷头,可提高喷头的喷淋效果,从而进一步提高逆流塔的冷却效果。

(上接第53页)

停机检查发现,9号轴瓦和浮动式油档均存在不同程度的磨损;9号轴径处晃度为0.08mm。对9号轴瓦和油档间隙处理,将轴承顶隙调整为0.27mm,发-滑联轴器螺栓紧力调整为1900~2000kN·m,9号轴径处晃度为0.04mm。

5号机组处理后顺利升速至3000r/min,带负荷过程中9号轴振基本在70~90μm之间,轴系振动变化的幅度显著减小,达到了优良标准。

5 结 论

(1)随机不稳定的普通强迫振动产生的原因很多,对实际机组的异常振动故障也是较难诊断的,要彻底找出异常振动的原因必须针对振动的特点结合机组运行参数的变化、轴系的结构特点进行仔细分析。

(2)滑环小轴、发电机转子三支撑结构的轴系灵敏度较高,发-滑联轴器螺栓紧力,连接状态的变化,9号轴承处轴颈晃动度变化以及动静碰摩等影响因素,使得机组运行过程中9号轴振逐渐爬升、不稳定,这一故障较为常见。但5号机组9号轴振的突变现象较为少见,与以前的三支撑结构轴系相比,这种机型的发-滑联轴器有螺栓套筒,大修中为了控制轴颈晃动度而将联轴器螺栓套筒直径减小了2mm,这是引起9号轴振突变的主要原因。

[参 考 文 献]

[1] 施维新.汽轮发电机组振动及事故[M].北京:中国电力出

版社,1999.

[2] 朱介南,等.600M W汽轮发电机组振动异常分析及处理

[J].热力发电,2008(4).

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