基于三排管直接空冷機組空冷散熱面積不足，夏季高溫運行時機組真空低嚴重限負荷的問題，通過多種方法的實踐探索，提高了機組真空度、增強了機組帶負荷能力，為同類型機組夏季真空低限負荷問題提供借鑒經驗。

　　直接空冷系統夏季低真空運行問題是影響機組安全經濟運行的主要問題。從投用的4 臺200MW 直接空冷機組的實際運行情況看，在環境溫度大于30℃時，機組的背壓達到40kPa，但仍然存在低真空嚴重限負荷問題。由于夏季運行工況正處于電網迎峰渡夏高負荷運行時期，因此在夏季必然會出現長時間大負荷高背壓運行工況。在這種情況下，一旦出現大風天氣及熱風回流等不利的情況，極易造成保護動作機組跳閘的出現，不但給機組安全運行帶來嚴重的威脅，同時也影響到電網的安全經濟運行。

1、空冷系統現存在的問題

　　1.1、空冷凝汽器基本概況

　　神華億利能源有限責任公司(4×200MW)煤矸石自備電廠(以下簡稱“億利電廠”)，采用循環流化床鍋爐、純凝汽式直接空冷汽輪機，發電機采用空冷方式。

　　空冷凝汽器為SPX 公司供貨，采用三排橢圓管橢圓翅片結構，每臺機組空冷凝汽器成5 列×4 排布置，供20 個冷卻單元，每個冷卻單元由8 臺管束組成。順逆流單元比為3∶1，逆流單元設置在每列的第二單元。選配直徑9.144m 風機，全部采用變頻調速，110kW 電動機。空冷凝汽器設計主要氣象條件：典型年環境溫度-23℃~36.9℃，年平均汽溫6.7℃，年平均大氣壓90.17kPa。選取夏季滿發環境溫度30.3℃，外界自然風風速為3m/s。

　　1.2、空冷凝汽器運行性能

　　空冷凝汽器建成后，運行性能差。特別在夏季高溫，機組運行背壓高而被迫降負荷，極端情況機組運行功率只有120~140MW。機組運行數據見表1。

表1 機組運行數據

　　從表1 可以看出，風機基本在110%轉速運行。環境溫度超過24℃，機組無法滿負荷運行，而且在夏季空冷風機多數時間在110%轉速運行，空冷系統廠用電一直偏高。后對同類電廠調研，對空冷主要技術參數進行比較，結果見表2。

表2 SPX 空冷凝汽機組主要技術數據(135~300MW)

　　可以看出，SPX 公司設計的三排管ACC 管束散熱面積，單位排汽量對應的冷卻面積(m2(/ t/h))分別為：856(榮海電廠)、876(忻州電廠)、1147(蒙西廠)、936(上灣電廠)，億利電廠僅為764。經過比較，億利電廠機組空冷凝汽器散熱面積明顯偏小，導致在夏季高溫環境機組帶負荷能力急劇下降，嚴重影響機組安全經濟運行。

2、提高機組真空的方法和途徑

　　2.1、消除真空系統的泄漏點

　　采用超聲波與氦氣相結合的方法進行檢漏，將真空泄漏率控制在100Pa/min 內。針對機組真空系統的不同部位，合理選用超聲波及氦質譜檢漏儀。一般空冷島管束及高空位置采用超聲波，主廠房內真空系統采用德國進口氦質譜檢漏儀，進行全方位檢測，對系統存在的泄漏點在不停機狀態下，進行軟處理封堵工作，通過兩種工藝的合理運用，使機組的真空嚴密性控制在50~100Pa/min 的優秀水平。

　　檢漏治理工藝如下：通過精密儀器對漏點進行定位后，采用德國引進軟處理技術及其進口的原材料生產的MACR1208 對系統所有漏點外表面進行清理;對清理后的所有漏點，采用進口原材料生產的MACR1001(粘合材料)與MACR1201(柔韌材料)及MACR3104，MACR3105 按比例調和后進行機組在線處理封堵。所配制復合材料在設備缺陷處涂膜九層，每層涂膜完成后凝固3h，在進行下一層涂膜;最終泄漏點表面形成一層韌性膜層(具有抗拉伸，抗高溫性能)，達到治理目的。

　　2.2、高低壓清洗裝置系統對空冷島散熱面進行沖洗

　　采用高低壓清洗裝置系統從不同方向對空冷島散熱面進行沖洗。億利電廠地處西北地區，多風且春季柳絮、昆蟲多極易污染空冷島，針對空冷凝汽器為早期的三排管結構，管束內進入雜物后不易清理的特殊情況，通過不斷嘗試，總結出一套較合理的沖洗方案。下面對沖洗工藝進行簡要說明。整個空冷管束沖洗過程可分為由空冷風室外部向內自動沖洗和由空冷風室內部向外人工沖洗相結合的方式。圖1 為空冷A 型管束沖洗示意圖。由外向內自動沖洗方式是在管束的外表面布置一套自動沖洗裝置，由平行于管束外表面的沖洗爬梯及其驅動裝置、齒形帶清洗裝置及驅動機構、噴嘴架組成，通過自動控制裝置可實現整個管束的自動沖洗。沖洗壓力一般為10~12MPa(三排管結構沖洗壓力較單排管高)，沖洗方向由外向內沖洗，且沖洗過程中噴頭與管束始終保持垂直噴射，不易損失翅片。由內向外進行人工沖洗則是人工手持高壓沖洗槍在圖1 所示沖洗位置處向風室外部沖洗。沖洗壓力達30~40MPa。人工沖洗的優點是：沖洗靈活、沖洗徹底，針對不同部位可以合理調整沖洗時間和沖洗部位，直到管束目測透亮。其缺點是：由于沖洗壓力較高，當沖洗管束頂部及底部時，沖洗槍頭與管束斜角大，易損失翅片。

圖1 空冷換熱管束沖洗

　　沖洗時間一般選擇在每年的入夏4~5 月間，首次沖洗時，先進行由外向內自動沖洗，通過這種方式先將管束中的泥土沖掉，可將管束中積存的不易清理的柳絮進行疏松，為人工高壓清洗做好準備。然后采用由內向外的高壓人工沖洗，沖洗時由于管束頂部與底部與沖洗槍頭角度大。為保護翅片可按如下措施進行：沖洗時將管束沿高度方向分為6 個區域，見圖1(①-⑥);沖洗③和④區域時，噴頭可與散熱面保證垂直，壓力可達到40MPa,;沖洗⑤和⑥區域時，因噴頭與散熱面夾角較小，適當降低壓力至30~35MPa;沖洗①和②區域時，噴頭與散熱面夾角較大，為保護翅片和保證沖洗效果，沖洗壓力調整至25~30MPa。采用上述方式后，針對不同區域合理選配沖洗壓力，既保護翅片沖洗時不損壞又將積存在管束內部的雜物徹底沖洗出去，沖洗效果見圖2。

圖2 沖洗效果

結論

　　正常運行的機組當蒸汽品質合格時，應盡可能去判斷漏泄的部位，以及大致的漏泄程度，然后聯系運行人員進行停機查漏處理。要求運行人員要熟練掌握整系統的蒸汽品質和凝液指標，對凝汽器的漏泄要做到及時發現，正確判斷并果斷處理。正常運行的機組凝液品質發生異常，首先想到的就是凝汽器是否漏泄，要及時進行采樣化驗，并進行綜合分析判斷。保證一旦凝汽器漏泄在初始階段即被發現，以便及時采取措施進行處理。凝汽器漏泄的監督，單靠操作人員是遠遠不夠的。主要應依靠水質在線分析表的報警來發現，這就要求水質在線分析的報警信號一定要準確，要求汽機檢修人員在機組的停備用期間，對凝汽器的列管進行檢查發現問題及時處理，以充分體現安全第一、預防為主的方針，從而確保機組的安全、長期、穩定運行。在兩次泄漏的事故中，加強了凝液取樣的次數，在檢修過程中勤于檢查。同時也優化了蒸汽和循環水的品質，目前凝汽器的運行狀況良好。