空冷机

托克托发电有限责任公司五期机组为2X660MW超超临界直接空冷机组，每台机组设置1台100%BMCR容量的汽动给水泵。汽动给水泵前置泵与主泵同轴布置，由小汽机驱动。汽动给水泵轴端密封采用浮动环密封结构，汽动给水泵轴端密封水取自凝结水泵出口后母管，其作用一是确保汽泵密封水压力高于汽泵泵体内给水压力，二是汽泵密封水对轴端起到降温作用（凝结水温度≤75℃，汽泵内给水温度180℃）。汽泵密封水压力要求比汽泵入口压力高300kpa，不得低于250kpa（压差分别取自汽泵密封水供水调整门后密封水压力和汽动给水泵入口给水压力之差）。压差低于250kpa后可能导致密封水回水温度高高跳闸汽泵，给水中断，机组跳闸。目前高负荷运行工况时，汽前泵转速高，汽前泵出口压力达到3.0MPa，为维持除氧器水位，凝泵出口压力满足不了汽泵密封水的压力要求，密封水回水温度高，对机组安全运行构成威协；在低负荷运行时，为维持密封水压差，凝结水泵无法变频运行，影响机组经济性。同时汽泵密封水供水允许温度20-60℃，密封水回水温度80℃报警，90℃跳闸。在夏季时，我厂660MW直接空冷机组凝结水温度最高可达到75℃℃左右。因此，若想实现凝结水泵深度变频，确保机组安全稳定运行，现有汽泵密封水系统已无法保证。

2016年以来，随着北方城市环境质量恶化，政府对用煤主要行业实行去产能政策，以减少燃煤消耗。同时，风电、太阳能等新能源以年平均30%以上的速度增长，在整体经济增长放缓的情况下对火力发电企业发电量形成极大的挤压。火力发电机组必须从自身做起，提升机组负荷响应能力，提高面向客户的服务质量和服务能力，才能在电量市场竞争中立于不败之地。 国能陕西宝鸡第二发电有限公司4*300MW机组亚临界纯凝水冷机组投产于2000年前后，2*660MW超临界空冷机组投产于2013年前后，在设备先进性和自控系统先进性等方面存在相对不足，必须立足实际、在立足成本控制的基础上用好新技术，才能实现企业效益最大化。本项目以公司自身技术能力为支撑，辅以必要的费用、人力支持，实现机组负荷响应能力明显提升的目标，在实际应用中取得了较好的应用效果。

日前的高背压供热技术适用于350MW及以下低压缸单缸双排汽机组，并且在供热季按“以热定电”的方式运行，完全无法参与电网调峰，不符合国家政策深挖火电机组调峰能力的要求。 600MW超临界直接空冷机组双背压供热技术研究与工程示范项目属于国内首创技术，600MW等级机组的热力系统、设备形式等与135MW、300MW等级机组存在较大差异，原来的技术无法满足600MW机组的要求。该项目创造性的研发了“空冷机组双背压循环水供热系统”的全新运行模式，并成功实施于燕山湖公司2号机组，经过一个供热季的运行，证明该模式运行安全稳定，节能效益显著，适应电网调峰能力强。

京能五间房电厂一期工程建设2×660MW超超临界空冷机组，属低热值高水份褐煤发电项目。该项目位于内蒙古锡林郭勒盟草原腹地，由于锡林郭勒盟水资源匮乏，草原生态脆弱，对新建电厂水耗提出了严苛要求。京能五间房电厂创新研发应用烟气提水系统，自2015年开始试验，并于8月通过中国环境科学学会评审鉴定。2018年开始660MW级火电机组工程应用试验，单台机组每小时平均产水90吨，年产水能力达100万吨等级，项目试验期平均单位发电耗水量为0.116m3/（MWh），水耗指标为0.032m3/sGW.2019年，经过工业试生产试验，进一步提高了提水功能性，逐步实现了发电零取水。自5月15日以来，电厂的外部水库水来水阀门全关，开始零取水，至6月15日，已经连续31天零取水，显著降低了火电厂对当地自然水资源的影响，有效保护了草原生态。 京能五间房电厂烟气提水项目降低机组装机单位水耗120g/kW，直接经济效益1220万元/年。

我公司电厂建设规模为2×300MW亚临界空冷机组。锅炉为东方锅炉厂设计、制造，型号：DG1058/17.4-I1型，循环流化床、亚临界参数，一次中间再热自然循环汽包炉。2016年至2017年，共发生因水冷壁磨损泄漏导致机组非停5次。在检修期间有针对性的对灰浓度高、烟速高、变材点区域、炉膛空气动力场复杂区域等水冷壁管进行了壁厚普查，发现这些区域的磨损速率较高，个别管子己磨损至最小设计壁厚以下。尤其是靠近烟窗处的后水冷壁、左右水冷壁上部磨损较为严重。在机组检修期间进行了大量的补焊、换管工作。 循环流床锅炉具有独特的结构和流体动力特性，并且有许多优点：低污染燃烧、负荷调节范围大、燃料适应性广等。但CFB锅炉同时也存在一些问题，其中受热面磨损就成为制约CFB锅炉发展的一个瓶径，许多电厂的C「B锅炉投入运行时间不长就出现受热面磨损泄漏的问题，导致机组频繁停运，运行经济性差，检修任务繁重、能耗严重超标。实际运行当中，特别是在煤种特性严重偏离设计参数的情况下，受热面磨损泄漏的问题就更为严重，C「B锅炉受热面磨损的问题己经严重危及到许多电厂的正常经营和发展。我国CFB锅炉电站总装机容量已突破1亿千万，运行的CFB锅炉达3000多台。受热面磨损导致泄漏所引发的事故占CFB锅炉电厂事故的60%左右。寻找一种行之有效的防磨技术迫在眉睫。

本项目针对大型汽轮发电机组检修指导及培训需求，在零部件级三维模型库、多元层次表征结构模型、量化评价方法、虚拟检修平台等方面开展了研究，研发了汽轮发电机组虚拟检修系统，并进行了实际应用。依据项目成果，本项目获得国家授权发明专利1项、实用新型专利1项；软件著作权9项，发表学术论文4篇。本项目成果已分别于2017年6月和2018年4月成功应用在国家电投抚顺热电公司300MW凝汽机组和山西平朔煤矸石发电有限责任公司330MW空冷机组。应用结果表明，实现了机组检修培训与实际操作的密切融合，改变了汽轮发电机组检修培训完全依靠实操的传统模式，显著提高了培训效率和培训质量；同时，实现了机组检修的动态辅助指导，提高了机组的检修质量和效率。经中国电机工程学会组织的鉴定认为，本项目成果开创了大型汽轮发电机组检修培训的新模式，实现了对机组检修的动态辅助指导，且模块化的设计便于其快速推广到不同类型的大型汽轮发电机组，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景，整体达到国际先进水平，其中在汽轮发电机组检修知识的表示与体系构建及其工程应用方面居国际领先水平。 目前国内现有的设备培训系统均是基于AR、VR的沉浸式培训，多为形象化的认知培训，本项目与现有的设备培训系统最大的区别是本系统实现了检修文件包知识表示，并和检修培训相融合，检修培训和实际操作无缝对接，在虚拟现实环境中可以进行完整的汽轮发电机组检修工艺模拟，并带有设备数据和考核指标，具有培训考核和机组检修的动态辅助指导两个主要功能，在国内属于首创，填补了国内在该领域的研究空白。项目成果开创了大型汽轮发电机组检修培训的新模式，实现了对机组检修的动态辅助指导，且模块化的设计便于其快速推广到不同类型的大型汽轮发电机组，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景。

《超临界间冷机组高背压循环水供热在线切换技术》的原理是根据超临界间接空冷机组的特点，采用双温区凝汽器供热技术方案及切换方案。凝汽器采用两路独立冷却水源，各半侧运行，两个温区换热。即凝汽器半侧通过热网循环水被汽轮机低压缸排气余热加热，实现对外供热，半侧通过空冷岛冷却循环水，做为备用、调峰冷却系统。 供热系统中，热网水回水通过阀门控制，先到凝汽器的一个通道，流量大约13500-14500t/h。凝汽器背压升至33～38kPa（机组允许最高背压48kPa），对应排汽温度71～75.5℃，热网回水在凝汽器被加热到68~72℃，再经过热网循环泵升压后进入热网首站，在热网首站的加热器通过抽汽进行二次加热至热用户需要的温度后供给热网系统。 备用冷却系统中，系统利用原间冷塔的循环水系统和管道，再增加小容量变频水泵与原有的泵并联运行，通入凝汽器另一个通道，适应160MW到310MW之间的电负荷调峰或电负荷波动，还有确保热网异常时可随时投入循环水，防止热网水中断时机组背压超限，而停机。 机组高背压供热中只运行变频循环泵，变频循环泵根据汽轮机低压缸末级叶片安全监控系统给定的指令自动调节变频循环泵转速来控制冷却水流量，冷却水通过凝汽器的另一侧半边循环中带走排气部分热量，使机组背压在允许背压范，从而确保机组低压缸末级叶片在安全允许范围内运行。变频循环泵同时为凝结水换热系统提供冷却水，防止凝结水温度高而精处理树脂失效。 该技术采用超临界间冷机组双温区凝汽器供热及切换方案，回收汽轮机低压缸排气余热来对外供热，实现提高现有机组供热能力，煤耗指标大度下降。 1、该技术具有以下创新点； 1）高背压供热、抽凝供热、纯凝发电工况可在线切换，机组可连续运行； 2）最大限度减少热网对机组本身的安全，可实现停热不停机； 3）具有机组背压自动调节、控制功能； 4）具有背压供热兼具电负荷调峰功能。 2、成功授权以下4项实用新性专利，受理2项发明型专利： 1）问接空冷高背压机组电网调峰能力与供热需求的协调控制系统；（专利号：201621237597.2） 2）间接空冷机组高背压运行优化系统；（专利号：201621237839.8） 3）具有供热和纯凝双模式的凝结水精处理运行系统；（专利号：201621237838.3） 4）一种间接空冷机组高背压运行备用冷却应急系统（专利号：201621238587.0）

本项目属于燃煤发电节能减排领域，是节能环保、能效提升的创新技术。经第三方权威机构组织专家鉴定，认为项目成果达到了该领域国际领先水平。 目前燃煤电站的冷却系统主要有湿式冷却（湿冷）系统和空气冷却（空冷）系统两大类。在我国北方的一些电厂，既有空冷机组又有湿冷机组，例如大唐阳城电厂、托克托电厂、韩城电厂等，据不完全统计类似配置的发电企业还包括6台600MW及16台350MW装机容量。对于间接空冷和湿冷机组而言，系统中都存在循环水系统，存在一定温差，通过合理耦合连接两种不同机组的冷端系统，可以实现优势互补，更好的利用有限的水资源实现机组高效运行。耦合不同种类的电站冷端系统面临着一些技术难题，比如如何安全连接不同类型冷却水系统；如何在不同环境条件、不同负荷下匹配两侧机组系统，有效实现节能节水；冬季工况下如何保证空冷塔安全防冻以承担湿冷侧冷却负荷，以及夏季如何不增加系统整体水耗。针对以上现状，本项目研发了一项基于冷端耦合的电站综合提效技术， 项目已获发明专利2项，软件著作权2项，实用新型专利3项。已发表SCI论文一篇、EI论文一篇。项目成果已成功应用于大唐阳城发电有限责任公司2×600MW空冷机组和阳城国际发电有限责任公司2×350MW湿冷机组的冷端节能节水改造工程。在夏季最大可降低空冷机组背压约3.5kPa，在冬季最高可节约湿冷机组循环水蒸发量约20%,实现了年节约标准煤1.4万吨，冬季节水45万吨，提高了空冷机组夏季尖峰时段发电能力，经济效益和社会效益显著。本项目探索出来一条解决火电厂的湿冷机组节能不节水、空冷机组节水不节能这对矛盾的新技术路线，充分挖掘现有设备潜力，使得相邻的湿冷机组与空冷机组的冷端系统优势互补。本技术在我国长江以北地区具有普遍推广意义，如果广泛推广，将助推火电行业节约大量的燃料和水。