空冷凝汽器尖峰冷却节能技术

撰稿：国网河北省电力公司电力科学研究院 郭江龙

北方富煤缺水地区发电厂多采用空冷凝汽器，利用空气直接冷却汽轮机排汽。考虑到投资、冬季防冻等因素，空冷凝汽器在设计时，一般不会按照夏季最高温度设计，多依据年平均温度来设计。而北方地区，冬季、夏季温度差极大，这就造成了机组在夏季运行时往往真空较低，导致机组热经济性较差，严重时甚至需要被迫降出力运行，影响机组发电量。

问题提出：国内外目前解决这一问题主要有2种方法，一是增加空气冷却器，空冷凝汽器部分乏汽直接引至强制通风空气冷却器进行冷凝后，回收至原空冷凝汽器集水井，其实质是增加了空冷凝汽器的散热面积设计值；二是在空冷风机出口装设由若干喷头组成的喷雾强化换热装置，喷头喷出的带压水与风机出口空气接触混合，由于水蒸发过程中会吸收很大的气化潜热，因此可以有效降低进入散热器的空气温度，从而提高真空。但该技术对空冷凝汽器表面的洁净程度要求较高，只有表面充分冲洗干净才能达到预期效果。

推荐方法：采用吸收式热泵技术，利用空冷机组回热抽汽作为热泵驱动蒸汽，提取空冷凝汽器部分乏汽余热至凝结水中，以减少夏季空冷凝汽器的冷却负荷，从而高效节能的解决空冷凝汽器夏季因冷却能力不足造成的真空偏低，甚至影响机组出力的实际问题。

工艺流程：系统分为动力回路、低温余热回路和高温水回路3个闭式循环。（1）动力回路：驱动蒸汽取自汽轮机组低压缸某段抽汽，经其减温器减温后进入吸收式热泵的热泵发生器，放出热量凝结成水。根据其凝水设计回收的温度，进入空冷机组凝结水管路。（2）低温余热回路：空冷凝汽器部分乏汽引至吸收式热泵，在吸收式热泵蒸发器内放热后进入空冷凝汽器凝结水箱。（3）高温水回路：原空冷凝汽器凝结水箱内分流出的部分凝结水经吸收式热泵的热泵吸收器和冷凝器设备加热后，进入空冷机组凝结水管路。工艺流程示意见图1。

图1 空冷凝汽器尖峰冷却工艺流程示意

建议：在夏季极端天气下，由于部分乏汽不再经过空冷凝汽器散热，因而有效降低了空冷凝汽器的冷却负荷，使机组真空能够保持较高的水平。另外冬季若将凝结水加热回路中凝结水切换为热网水，则可以增加机组对外供热量，大幅度提高吸收式热泵设备的使用率，减少投资回收期。