2017 电力行业节能技术研讨会 368 相邻空冷凝汽器连通设计改造与 冷端优化分析 国电内蒙古东胜热电有限公司，贺延枫、赵俊杰 摘要：针对 330 MW 亚临界直接空冷燃煤火力发电机组，建立实时运行工况的供电煤耗、汽轮机理想内功率和凝汽 器端差的变背压计算模型，定量分析相邻两台空冷凝汽器连通设计对机组效率的影响规律，优化机组背压。结果表明， 本研究提出的变背压模型能较好地用于预测机组整体效率和综合供电煤耗的变化。随空冷岛散热面积均匀增加，背压降 低、机组出力增加、综合供电煤耗降低的边际效应逐渐变弱。综合考虑投资成本、收益和设备可靠性，将相邻两台机组 空冷凝汽器的乏汽分配管道、凝结水管道和抽真空管道互连互通，利用临机空冷岛 1 排或 2 排空冷散热器组为本机的乏 汽散热最优，静态投资回收期约为 3 年。 关键词：直接空冷凝汽器；整体发电效率；供电煤耗；背压；冷端优化 1 引言 燃煤火力发电机组采用直接空冷凝汽器，相比 湿冷凝汽器，能节省宝贵的水资源，在三北地区有 较好的应用前景。但直接空冷机组的低压缸排汽温 度和背压较高， 导致机组煤耗增加， 发电效率降低 [1-4]。 基于机组整体效率和排汽冷端损失模型，优化设计 空冷岛结构和运行， 有助于提高机组运行经济性 [4-6]。 本研究拟建立 330 MW 亚临界直接空冷发电机组 整体效率和冷端损失的物理模型，基于空冷岛换热 面积变化的因素分析，设计和优化空冷岛的结构和 性能参数，降低运行背压，提高机组整体效率。 2 整体效率模型 机组整体发电效率ηtotal为 [1-5]： ηtotal＝ηtηiηmηgηbηp（1） 式中，ηt为汽轮机理想循环热效率；ηi为汽轮 机的相对内效率；ηm为汽轮机的机械效率， 取值0.99； ηg为发电机效率，取值 0.99；ηb为锅炉热效率； ηp为管道效率，取值 0.99。 汽轮发电机整体效率ηqj为： ηqj＝ηtηiηmηg（2） ηt＝Pt/Q0（3） ηi＝Pi/Pt（4） ηm＝Pm/Pi（5） ηg＝Pe/Pm（6） 式中，Q0为进入汽轮机的总热量，kJ/h；Pt为汽 轮机的理想内功率，kJ/h，表示蒸汽等熵膨胀时的 理想焓降产生的功率；Pi为汽轮机的实际内功率， kJ/h，表示蒸汽实际焓降全部转换成的机械功；Pe 为机组负荷，MW；Pm为汽轮机的轴端功率，MW。 汽轮机热耗率q（kJ/kWh）为 [1-5]： q＝Q0/Pe＝3600/ηqj（7） 基于式（2）-（7） ，汽轮机实际内功率Pi为： Pi＝3600Pe/（ηmηg）（8） 综合供电煤耗bg（g/kWh）为[3]： bg＝q/[ηbηp（1（ε）Qcoal]（9） 式中，Qcoal为标准煤热值，29307.6 kJ/kg；ε 为综合厂用电率。 进入汽轮机的总热量Q0为： Q0＝Dms×hms－Dfw×hfw＋Drh×hrh－Dgp×hgp－Dshw× hshw－Drhw×hrhw（10） 式中，Dms、Dfw、Drh、Dgp、Dshw和Drhw分别为主蒸 汽、给水、热再热蒸汽、高压缸排汽、过热器减温