變頻器在大型電廠直接空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　1 引言

　　發(fā)電廠采用翅片管式的空冷散熱器，直接或間接用環(huán)境空氣來冷凝汽輪機(jī)的排汽，稱為發(fā)電廠空冷。采用空冷技術(shù)的冷卻系統(tǒng)成為空冷系統(tǒng)。采用空冷系統(tǒng)的汽輪機(jī)機(jī)組成為空冷機(jī)組。采用空冷技術(shù)的發(fā)電廠稱為空冷電廠。

　　發(fā)電廠空冷系統(tǒng)也稱干冷系統(tǒng)。它是相對(duì)于常規(guī)發(fā)電廠的濕冷系統(tǒng)而言。常規(guī)發(fā)電廠的濕冷冷卻塔(涼水塔)是把塔內(nèi)的循環(huán)水以“淋雨”方式與空氣直接接觸進(jìn)行熱交換的，其整個(gè)過程處于“濕”的狀態(tài)，其冷卻過程稱為濕冷系統(tǒng)。空冷發(fā)電廠的冷卻塔，其循環(huán)水與空氣是通過散熱器間接進(jìn)行熱交換的，整個(gè)過程處于“干”的狀態(tài)，所以空冷塔又成為干式冷卻塔或干冷塔。

　　發(fā)電廠空冷技術(shù)是一種節(jié)水型的火電發(fā)電技術(shù)。

　　電站空冷系統(tǒng)有三種冷卻形式：一種是直接空冷系統(tǒng)，冷卻元件主要是大口徑橢圓管套片型翅片管(簡稱雙排管)和大口徑扁管型翅片管(簡稱單排管);第二種是混合凝汽式間接空冷系統(tǒng)，簡稱海勒式間接空冷系統(tǒng)，冷卻元件是福哥(forgo)型翅片管;第三種是表面凝汽式間接空冷系統(tǒng)，簡稱哈蒙式間接空冷系統(tǒng)，冷卻元件是小口徑橢圓管套片型翅片管。

　　隨著我國西部大開發(fā)、西電東送北通道的開通，我國北部地區(qū)的晉、陜、寧、蒙四省區(qū)的電力工業(yè)得到迅猛發(fā)展，而建設(shè)大型火力發(fā)電廠需要充足的冷卻水源。這些地區(qū)的優(yōu)勢(shì)是煤炭資源豐富，而劣勢(shì)是水資源匱乏，利用豐富的煤炭資源和有限的水資源發(fā)展火電工業(yè)，就需要采用新的冷卻方式來排除廢熱，直接空冷系統(tǒng)因其技術(shù)逐漸成熟，節(jié)水效果顯著，可調(diào)效果好，因此在我國山西、內(nèi)蒙古等產(chǎn)煤區(qū)所新建單機(jī)容量為300mw以上機(jī)組的電廠均采用空冷技術(shù)。

　　直接空冷系統(tǒng)，又稱空氣冷凝系統(tǒng)。直接空冷是指汽輪機(jī)的排汽直接用空氣來冷凝，空氣與蒸汽間進(jìn)行熱交換。所需冷卻空氣，通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)。直接空冷的凝汽設(shè)備稱為空氣凝汽器，它是由外表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼翅片的若干個(gè)管束組成的，這些管束亦稱為散熱器。

　　直接空冷系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。汽輪機(jī)排汽通過粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器內(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機(jī)使空氣流過散熱器外表面，將排汽冷凝成水，凝結(jié)水再經(jīng)泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。

　　空冷系統(tǒng)建筑規(guī)模龐大，一般稱為空冷島。包括凝結(jié)水系統(tǒng)(凝結(jié)水箱)、真空疏水系統(tǒng)(包括疏水泵)、排氣/抽氣系統(tǒng)(水環(huán)泵單元)、空冷凝汽器(acc)等四套系統(tǒng)。通過dcs集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這四套系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、順序控制、自動(dòng)保護(hù)等自動(dòng)控制功能。

　　2 直接空冷系統(tǒng)變頻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的組成

　　空冷凝汽器系統(tǒng)(簡稱acc)是由若干臺(tái)空冷凝汽器構(gòu)成，每臺(tái)空冷凝汽器配置一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，建筑在高聳的空冷平臺(tái)上，1臺(tái)600mw國產(chǎn)空冷機(jī)組工程空冷系統(tǒng)的典型配置為8個(gè)單元共56臺(tái)空冷凝汽器，對(duì)應(yīng)軸流冷卻風(fēng)機(jī)配置：共有8個(gè)風(fēng)機(jī)單元，每個(gè)風(fēng)機(jī)單元有7臺(tái)132kw風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)直徑為8.7m左右，共56臺(tái)軸流冷卻風(fēng)機(jī)，其中每個(gè)風(fēng)機(jī)單元有兩臺(tái)為可逆風(fēng)機(jī)，共16臺(tái)可逆風(fēng)機(jī)。軸流冷卻風(fēng)機(jī)在一個(gè)水平平面內(nèi)布置，形成了龐大的軸流冷卻風(fēng)機(jī)群。