大型直接空冷系统立体降温技术开发及应用

☆项目概况

托电公司8 台600MW 机组2 台300MW 机组，其中600MW 空冷机组4 台，每年夏季环境温度高时机组真空仅在-50KPa 左右，正常机组真空应在-65KPa 时才可以满负荷发电。

如：5 号机在2010 年7 月6 日环境温度33℃机组负荷477MW 时真空就只有-51kPa，所以夏季严重阻碍了机组负荷出力。同时由于真空偏低严重影响了机组热耗和煤耗的升高，极不经济。

针对此现状托电从2008 年开始就着手进行空冷冲洗系统的改进，以及喷淋系统的研究和使用，利用物理降温原理，采用小喷嘴雾化除盐水，对空气进行冷却，增加空气冷却换热能力；同时利用水雾汽化带走汽化潜热，进一步吸收空冷岛散热，提高热交换能力，有效提降低机组背压，提高机组真空，降低机组煤耗，同时节约大量除盐水，降低成本。

☆主要技术创新点

1、采用新型雾化喷嘴，流量小，雾化效果好，更有利于提高换热效果、同时节约水质，技术经济性更加显著。

2、改造前空冷喷淋系统每只喷嘴流量7L/min（每个单元12 只喷嘴，一台机56 个单元，喷嘴总数672 只）同时投入总需要水量282.24 t/h，改造后每只喷嘴流量1.05L/min，每个单元34 只，一台机共1904 只，总需要水量为120t/h，比原喷嘴节省162 t/h 水，按5元成本计算，每年节水约43.74 万元。

3、改造前喷淋系统投入运行时能提高真空4.7 kPa，改造后能提高6 kPa，改造前后真空提高1.3 kPa。

4、在空冷内部优化提高换热能力的基础上，新增加空冷岛外部喷淋，进一步降低入口进风温度。

5、使用的喷嘴流量1.25L/min,共安装喷嘴1142 个，用水量85.650t/h。6、通过增加外部喷淋系统后，真空又可以提高3 kPa。

☆项目详细内容

1、在每个冷却单元风机出口加装新型雾化喷嘴56 台*34 个*1.05L/min，利用多级水泵将除盐水加压至6 兆帕以上。

2、在单台空冷机组下部（风机入口）周围增加一圈雾化喷嘴1142 个*1.25 L/min，利用一级除盐水，通过水泵为喷淋提供水源。

3、采用新型雾化喷嘴，流量小，雾化效果好，更有利于提高换热效果、同时节约水质，技术经济性更加显著。

4、利用原有的喷淋水泵，入口不做改动，出口管路由原φ108mm 管道焊接大小头变径为φ133mm，管路顺冲洗泵房南墙穿出，将管道甩至空冷岛凝结水回水管道处，借助于管道支吊架上至空冷岛40 米处，在40 米钢结构下方焊接φ89×φ89×φ133mm 变径三通与φ89mm 管道连接。

5、将φ89mm 管道每隔35mm 钻φ10mm 通孔，合计1142 个，在通孔上焊接喷嘴座，将喷嘴安装到喷嘴座上，喷嘴喷射方向为正下方安装。再将φ89mm 管道使用#8 槽钢焊接支架的形式安装到空冷钢结构下部。

6、施工过程中搭设脚手架30 米，利用卷扬机将φ133 管吊起，每焊接一道焊口吊起一段管道直达40 米处，然后每10 米处焊接固定支架。

7、在空冷内部优化提高换热能力的基础上，新增加空冷岛外部喷淋，进一步降低入口进风温度。

☆项目应用情况

内蒙古托克托发电公司在6 号机组空冷岛加装外部喷淋系统，整个系统包括多级水泵装置、管路部分、喷淋装置三个部分。为了达到节约用水的目的，选用反渗透水后的软化水作为本系统的水源。为防止管道锈蚀发生喷嘴堵塞现象，系统全部采用不锈钢管道，喷嘴选用雾化喷射实心锥形喷嘴，喷淋系统用水量为85.65t/h。

2011 年10 月20 日16:00 分，6 号机外部喷淋系统投运，负荷569.871MW，真空-71.964KPa 环境温度16.436℃，16 时24 分停运，负荷569.796MW，真空-74.002KPa。由此可见，在机组负荷不变的情况下，在6 号机外部喷淋系统投运后24 分钟后，6 号机机组真空上升2.038KPa。

☆企业效益

改造后投入内、外部喷淋系统可以提高真空约8-10 kPa，每年可以节约160 万元。夏季大负荷由于不受负荷限制可多带负荷50-100MW，多发电量2700 万kW.h，可收益270万元。同时每年节标煤3772t，按照入炉煤平均灰份30％测算，共节省污染物排放3 万元。

总耗水量205.6 t/h，耗水55.51 万元。年总收益377.5 万元，工程总投资130 万元，预计约0.5 年回收。按照焓熵图查得每天可降低煤耗约34.5 吨（标煤发热量29271KJ/Kg）至65吨（实际发热量14630KJ/Kg）×350 天=12075-22750 吨，按每吨煤价666 元计算，可节约资金800-1500 万元。