优化改造 - 273 - 云冈热电直接空冷喷湿系统研究与应用 山西大唐国际云冈热电有限责任公司，张继斌 摘 要：直接空冷机组在夏季高温时段出力受阻是一个普遍问题。采用喷雾增湿法可有效降低空冷器入口空气温度， 改善空冷器的换热效果，提高机组的运行真空使其满发。为了研究雾化增湿降温法在大型电站直接空冷机组中应用的可 行性和有效性，采用CFD技术对雾化增湿系统进行了三维数值模拟，并进行了现场试验。通过数值模拟研究和试验分析， 表明喷雾增湿法在直接空冷系统中应有是可行的，增设喷雾增湿系统后不仅可以显著提高机组的经济性，而且有利于机 组的安全运行，具有较高的推广应用价值。 关键词: 喷雾增湿；直接空冷系统；数值模拟；经济性 直接空冷系统因其具有良好的节水效果，在最 近几年得到了广泛的推广和应用[1]。 直接空冷机组在夏季高温时段出力受阻是一 个普遍问题。在夏季，由于气温高，空冷器的冷 却能力明显下降，导致机组被迫降负荷运行，极 端情况下还会使机组的背压超限而导致机组停 机。因此，采取空冷器喷湿系统以降低空冷器的 进口空气温度，提高机组经济性和安全性的有效 途径之一。 山西大唐国际云冈热电公司首台 2×220MW 直接 空冷机组，#1 机 2003 年 11 月 11 日投产，#2 机 12 月 13 日投产发电。 机组空冷凝汽器分主凝汽器和分凝器两部分。 主 凝 汽 器 设 计 成 汽 水 顺 流 式 ， 规 格 9877×2969×550mm、 容积 1340L， 设计温度 120℃， 设计压力 0.045MPa,它是空冷凝汽器的主体；分凝 汽 器 则 设 计 成 汽 水 逆 流 式 ， 规 格 9360×2969×550mm， 容积 1160L， 设计温度 120℃， 设计压力 0.045MPa。 为了提高直接空冷机组季运行的经济性和安全 性，采用增设空冷增湿系统来降低空冷器入口空气温 度，以保证机组的夏季满发的要求和运行的安全性。 3.1 直接空冷增湿系统的工作原理 由于直接空冷系统是直接利用干空气进行冷 却，因此，较高的空气温度导致了空冷器冷却能力 的下降，降低了机组真空，导致了机组不满发小时 数远大于设计值。 对于直接空冷系统汽轮机的排汽温度可由下式 确定[6]： 1 s a p t t ITD t （1） 或 1 s a a p t t t t t （2） 式中： 1 a t ——空冷器入口空气温度； ITD ——初始温差； p t ——汽轮机排汽在排汽管道中压降引起 的温度差。 a t ——空冷器的空气温升； t ——空冷器传热端差。