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user: 2. 间冷系统技术改造必要性 2.1. 间接空冷系统试验性能分析 首先，遵循干式冷却塔验收及性能试验导则(VDI2049)，参照机组间接空冷系统夏季设计工况(表1)对其冷端系统进行了性能试验，试验测量及计算结果见表2。 试验进行了两次，工况一：环境温度30.54℃、试验初始温差29.57℃、环境风速1.11 m/s、机组电功率601.49 MW；工况二：环境温度33.41℃、试验初始温差30.61℃、环境风速0.87 m/s、机组电功率610.47 MW。 试验前对空冷散热器进行了清洗，散热器空气侧表面洁净。两个工况试验条件满足规程要求，试验有效。 Table 1 Design performance parameters of indirect air cooling syste 项目名称 单位 夏季设计工况(含汽泵) 电功率 MW 622.51 大气压力 kPa 96.34 环境气温 ˚C 32.50 环境风速 m/s 4 循环水进塔温度 ˚C 63.95 循环水出塔温度 ˚C 52.95 循环水温降 ˚C 11 间冷系统总水阻 kPa 81.20 循环水质量流量 t/h 64，470.00 循环水定压比热容 kJ/(kg·K) 4.182 初始温差 ˚C 31.45 凝汽器压力 kPa 30.00 散热器面积 m 2 1，811，230 设计散热量 MW 823.78 冷却系数 MW/K 26.19 表1. 间接空冷系统设计性能参数 Table 2 Performance test results of cold syste 试验测量及计算结果 单位 工况1 工况2 机组负荷 MW 601.49 610.47 大气压力 kPa 95.94 95.80 环境温度 ˚C 30.54 33.41 温度偏离值 ˚C −1.96 0.91 环境风速 m/s 1.11 0.87 循环水进塔温度 ˚C 60.11 64.02 循环水出塔温度 ˚C 50.61 54.14 循环水温降 ˚C 9.50 9.88 间冷系统水阻 kPa 53.01 52.56 循环水体积流量 m 3 /h 69，006.00 69，117.90 循环水密度 kg/m 3 987.92 986.27 循环水质量流量 t/h 68，172.20 68，168.76 循环水流量偏离值 % 5.74 5.74 修正后间冷系统水阻 kPa 47.46 46.99 凝汽器背压 kPa 22.99 28.01 试验散热量 MW 752.01 782.31 热负荷偏离值 % −8.70 −5.00 初始温差 ˚C 29.57 30.61 冷却系数 MW/K 25.43 25.56 按设计大气压力修正环境温度 ˚C 30.58 33.46 按设计循环水流量修正环境温度 ˚C 31.69 34.57 修正循环水进塔温度 ˚C 59.66 63.56 工况设计初始温差 ˚C 29.122 30.148 工况设计冷却系数 MW/K 25.823 25.949 冷却性能判别系数δ −0.015 −0.015 性能判断(δ ≥ 合格，δ < 0需考虑试验不确定度) 需考虑试验不确定度 需考虑试验不确定度 Δδt L1 0.001 0.001 Δδp L1 0.005 0.005 Δδt w1 0.002 0.002 Δδt w2 0.002 0.002 Δδ mw 0.016 0.016 | V total | = Δδt L1 + Δδp L1 + Δδt w1 + Δδt w2 + Δδ mw 0.017 0.017 δ ′ = δ + | V total | 0.00212 0.00212 冷却性能再判断 合格 合格 表2. 间冷系统性能试验结果 1) 间冷系统水阻 ① 工况一：试验循环冷却水流量为68172.2 t/h，测得间冷系统总水阻为53.01 kPa；修正到设计冷却水流量64470 t/h下，得到的间冷系统总水阻为47.46 kPa，小于设计值81.2 kPa。 ② 工况二：试验循环冷却水流量为68168.8 t/h，测得间冷系统总水阻为52.56 kPa；修正到设计冷却水流量64470 t/h下，得到的间冷系统总水阻为46.99 kPa，小于设计值81.2 kPa。 两种试验工况的结果表明，间冷系统总水阻小于设计值。 2) 冷却性能 ① 工况一：试验工况冷却水温降为9.50℃、试验初始温差29.57℃、散热量为752.01 MW，冷却能力为25.43 MW/K，工况设计冷却能力为25.82 MW/K。评价系数δ = −0.0151，考虑试验误差 | V total | = 0.01726，评价系数δ′ = 0.00212。根据试验规程，间冷系统冷却性能勉强达到要求。 ② 工况二：试验工况冷却水温降为9.88℃、试验初始温差30.61℃、散热量为782.31 MW，冷却能力为25.56 MW/K，工况设计冷却能力为25.94 MW/K。评价系数δ = −0.0151，考虑试验误差 | V total | = 0.01720，评价系数δ′ = 0.00211。根据试验规程，间冷系统冷却性能勉强达到要求。 两种工况的试验结果表明，间冷系统冷却性能勉强达标，基本没有设计余量。 2.2. 间接空冷系统运行性能分析 调取该机组空冷系统2017年夏季运行参数(表3)进行运行性能分析。 可以看出，间冷系统在接近夏季设计气温32.5℃运行时，机组最大负荷599.2 MW，比设计功率低23.3 MW，出塔水温54.4℃比设计值高1.5℃。根据设计性能修正出塔温度应为49.5℃，实际运行值比该值高5.6℃，说明系统运行性能较差。 间冷系统在进塔水温接近设计值63.95℃运行时，机组负荷554 MW，远低于该工况的设计负荷，而此时凝汽器压力已达27.6 kPa，说明系统运行真空较差。 Table 3 Air cooling system operation in summer of 201 日期 热负荷MW 环境气温℃ 进塔水温℃ 出塔水温℃ 循环水温降℃ 运行背压KPa 2017/7/12 13:30 501.9 32.6 63.5 53.6 9.9 27.0 2017/7/18 0:00 508.4 32.2 65.9 55.2 10.7 29.2 2017/8/11 16:00 554.0 33.1 63.8 53.0 10.8 27.6 2017/8/11 17:30 599.2 32.9 66.2 54.4 11.8 30.1 表3. 2017年夏季空冷系统运行情况 2.3. 影响运行性能的因素分析 2.3.1. 夏季环境气温高于设计温度 夏季高温时间长，实际气温高于设计点较多，故机组运行性能较差。 2.3.2. 间冷系统设计裕量较小 间冷系统在设计时，考虑到运行时的安全性，设计方会在原理论计算散热面积上留有一定的散热富裕量，以便间冷系统在较恶劣条件下的安全运行。在间冷系统设计排汽压力及间冷塔设计风量下，通过迭代计算可以确定出实际散热面积。以夏季设计工况为基准，校核计算结果见表4，可以看出，间冷系统在设计工况的散热面积富裕度为3.6%，极端条件下空冷系统散热面积富裕量不足。 2.3.3. 空冷散热器表面脏污 电厂间冷系统自然通风冷却塔所在地自然环境较差，厂内飞灰、烟尘以及厂外石场等杂质都会在空冷散热器表面附着，引起空冷散热器表面脏污，进而增大传热热阻，使换热效果降低，间冷系统性能也随之降低。 综上所述，夏季环境气温高于设计值较多、间冷系统设计裕量不足、空冷散热器表面脏污等因素均会引起机组运行性能降低。为了缓解机组高温时段带负荷能力不足的问题，提高机组运行经济性，对机组间冷系统进行技术改造非常有必要。