间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法

技术领域

本发明涉及发电领域冷端优化技术领域，特别是涉及一种间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法。

背景技术

近年来，我国北方地区的大部分超临界及超超临界火电机组采用了间接空冷系统，占据了整个地区投产火电机组的六分之一。然而，在冬季，这些机组面临着冷却三角冻结的问题。目前，主流的防冻技术包括开展热侧负荷、环境温度、循环冷却水倍率、百叶窗开度以及循环冷却水流量与冷却三角表面温度的相关性研究。最终，通过提高防冻流量、调整百叶窗开度和解列扇区等方法，以防止冷却三角的冻结。然而，这些防冻方法相对复杂，并且无论是采用数值模拟还是现场试验进行研究，都很难覆盖全部工况。实际应用效果还有待提高。此外，这些方法不可避免地增加了机组的运行背压，并降低了机组的发电能力和运行经济性。

综上所述，冬季面临冷却三角防冻情况，现有技术中存在防冻效果差且降低机组的发电能力的问题。

发明内容

本发明提供一种间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法，所需要解决的技术问题是：在冬季面临冷却三角防冻的情况，现有技术中存在防冻效果差且降低机组的发电能力的问题。

为达上述目的，本发明实施例提出了间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法，所述方法包括以下步骤：

对间接空冷塔的扇段进行管路改造；

在扇段的进水管管路和回水管管路上均设置顺流管道；

通过控制所述顺流管道上的阀门来改变进水管和回水管中的水流方向。

具体的，在所述进水管上设有第一阀门，在所述回水管上设有第二阀门；

所述顺流管道包括：第一顺流管道和第二顺流管道；

在所述第一顺流管道设有第三阀门，在所述第二顺流管道设有第四阀门。

具体的，把进水管和回水管中水流动的原方向设定为前方，

把所述第一顺流管道的入水口连接在所述第二阀门的前侧，把所述第一顺流管道的出水口连接在所述第一阀门的前侧；

把所述第二顺流管道的入水口连接在所述第二阀门的后侧，把所述第二顺流管道的出水口连接在所述第一阀门的后侧；

使所述第一顺流管道和所述第二顺流管道交叉设置。

具体的，通过所述顺流管道进行顺流换热，使冷却塔回水温度控制在20～25℃。

具体的，通过所述顺流管道进行顺流换热，在-36℃运行时，使排汽背压降低了4.5kPa并且翅片管束不冻结。

具体的，通过所述顺流管道进行顺流换热，使百叶窗开度达到100％。

具体的，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门来实现扇段进出水的顺、逆流切换。

本发明还具有以下有益效果：本发明间接空冷塔循环冷却水双向流动技术，冬季改变间接空冷系统循环冷却水流动方向后，测试结果表明该技术能有效防止冷却三角冻结，同时还能降机组运行背压，使空冷三角易冻区原出水测(塔外端)管内温度平均提高10℃以上，消除了塔外冷却管易冻区结冰的隐患；使冷却塔回水温度可控制在20～25℃，比原运行方式降低5℃，排汽背压降低2kPa左右，尖寒期(-36℃)可降低排汽背压4.5kPa左右并且翅片管束不冻结，效果显著。改造测试只实施了一个扇段，间接空冷塔都是多扇段，若全部改造，效果更显著。如果以典型的300MW机组空冷塔进行改造，冬季运行4个月可节约电量240万kW.h。

附图说明

图1为本发明实施例提供的间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的对扇段进行管路改造后的进出水管的管路图；

图3为本发明实施例提供的对扇段进行管路改造前的进出水管的管路图；

图4为现有的间冷系统运行布局模式示意图。

附图标号说明：

1、回水管；2、进水管；3、第二阀门；4、第一阀门；5、第三阀门；6、第四阀门；11、第一顺流管道；12、第二顺流管道。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术方案为：在不改变现有间冷塔(间接空冷塔)原有系统运行模式的情况下，只需要在改造扇段进出循环水管路上交叉增加两套与原有管路相同的管道和阀门就可以实现循环水和冷空气的逆流和顺流换热切换，间接空冷系统改造模式见图2所示。实现改造扇段进出水的顺、逆流的顺畅切换，并具有良好的冬季防冻安全运行

本发明提供了间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法，如图1，包括以下步骤：

对间接空冷塔的扇段进行管路改造；

在扇段的进水管2管路和回水管1管路上均设置顺流管道；

通过控制顺流管道上的阀门来改变进水管2和回水管1中的水流方向。

在进水管2上设有第一阀门4，在回水管1上设有第二阀门3；

顺流管道包括：第一顺流管道11和第二顺流管道12；

在第一顺流管道11设有第三阀门5，在第二顺流管道12设有第四阀门6。

把进水管2和回水管1中水流动的原方向设定为前方，

把第一顺流管道11的入水口连接在第二阀门3的前侧，把第一顺流管道11的出水口连接在第一阀门4的前侧；

把第二顺流管道12的入水口连接在第二阀门3的后侧，把第二顺流管道12的出水口连接在第一阀门4的后侧；

使第一顺流管道11和第二顺流管道12交叉设置。

通过顺流管道进行顺流换热，使冷却塔回水温度控制在20～25℃。通过顺流管道进行顺流换热，使百叶窗开度达到100％，更加充分的利用冷源。使冷却塔回水温度可控制在20～25℃，比原运行方式降低5℃，排汽背压降低2kPa左右，尖寒期(-36℃)可降低排汽背压5kPa左右并且翅片管束不冻结，效果显著。

现有的间冷系统运行布局模式如图4所示。目前北方地区间接空冷塔冬季防冻措施：一是退出少部分扇段以减少换热面积提高循环水温度来防冻，属于粗调。二是利用百叶窗开度控制冷空气进风量，但利用百叶窗进行冬季防冻，开度最大只有35％，来维持循环水回水温度≧20℃，保证换热管束不冻损，属于细调，可以说这种调节方式是在放弃大量经济性前提下的保证机组安全过冬的运行方式。而经过改造后的系统结构简单，投入成本低，能够充分利用顺流换热防冻的先天优势提高机组安全过冬能力，使用好冬季较冷的气象条件，提高机组运行的真空度。

通过控制第一阀门4、第二阀门3、第三阀门5和第四阀门6来实现扇段进出水的顺、逆流切换。

通过顺流管道进行顺流换热，在-36℃运行时，使排汽背压降低了4.5kPa并且翅片管束不冻结。

本发明间接空冷塔循环冷却水双向流动技术，冬季改变间接空冷系统循环冷却水流动方向后，测试结果表明该技术能有效防止冷却三角冻结，同时还能降机组运行背压，使空冷三角易冻区原出水测(塔外端)管内温度平均提高10℃以上，消除了塔外冷却管易冻区结冰的隐患；使冷却塔回水温度可控制在20～25℃，比原运行方式降低5℃，排汽背压降低2kPa左右，尖寒期(-36℃)可降低排汽背压5kPa左右并且翅片管束不冻结，效果显著。改造测试只实施了一个扇段，间接空冷塔都是多扇段，若全部改造，效果更显著。如果以典型的300MW机组空冷塔进行改造，冬季运行4个月可节约电量240万kW.h。

将目前间接空冷机组部分扇段经过安全性和经济性计算后，在冬季由逆流换热改为顺流换热，在保证不结冰情况下实现机组的全负荷运行,并且实现单循环泵全年百叶窗全开。

以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。

实施例1：

本实施例提供间接空冷塔冬季防冻及出力能力提升改造方法，如图2，所述方法可以改变循环冷却水在冷却三角中的流动方向，冬季工况时将冷却三角内的换热方式从逆流换热改为顺流换热，既能有效防止冷却三角冻结还能充分降低排汽背压，同时提高机组运行经济性。能有效解决冷却三角防冻问题。改造前的进出水管的管路图如图3所示。

通过初步试验研究发现，在冬季将间冷塔从目前的逆流换热改为顺流换热的话，不但能提高防冻安全性能，还能充分利用外界低温条件，提高空冷系统的冷却效果，充分降低排汽背压和温度，变不利为有利，而且最大限度地提高空冷机组运行经济性。

根据不同机组容量进行间接空冷塔部分扇段现场改造，即根据目前冬季外界气象条件和机组负荷，将目前间接空冷机组部分扇段经过安全性和经济性计算后，在冬季由逆流换热改为顺流换热，在保证不结冰情况下实现机组的全负荷运行,并且实现单循环泵全年百叶窗全开，改造后的空冷系统仍能实现改造扇段进出水的顺、逆流的顺畅切换，在冬季可以良好防冻安全运行，同时节约厂用电。

本发明间接空冷塔循环冷却水双向流动技术，冬季改变间接空冷系统循环冷却水流动方向后，测试结果表明该技术能有效防止冷却三角冻结，同时还能降机组运行背压，使空冷三角易冻区原出水测(塔外端)管内温度平均提高10℃以上，消除了塔外冷却管易冻区结冰的隐患；使冷却塔回水温度可控制在20～25℃，比原运行方式降低5℃，排汽背压降低2kPa左右，尖寒期(-36℃)可降低排汽背压5kPa左右并且翅片管束不冻结，效果显著。改造测试只实施了一个扇段，间接空冷塔都是多扇段，若全部改造，效果更显著。如果以典型的300MW机组空冷塔进行改造，冬季运行4个月可节约电量240万kW.h。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。