600MW火电机组直接空冷技术的研究的外文翻译

对600MW火电厂直接空冷系统的研究与示范 摘要；鉴于煤炭和水资源的分布特征，对于中国电力工业发展的要求.和垄断外国公

司的事实，自主研发空冷技术是非常必要的。通过实验研究，模拟，计算，工艺和设备的开发，现场试验和示范项目设计的操作技术用于空气冷却系统掌握及其相关关键设备研制。结果示范项目表明，各项技术指标为空气冷却系统已经达到或超过实际要求的部分研究成果已被纳入相关的国家设计标准。开发的技术在中国已应用于超过23台600MW以上的火电机组。

关键词；火电机组.空气冷却.直接空冷.项目示范.

项目背景及意义

传统上，湿式的冷却方法是通过热单位，换言之在化石燃料发电厂的汽轮机排气用水冷却。既然有涉及水的蒸发损失，空气结转和排污的冷却塔水的消耗0.7m3/(s·GW)空气冷却方法采用空气冷却的涡轮排气蒸汽与湿式冷却方法相比可节省80％以上的水。空气冷却系统根据不同的工作原理可分为直接空冷系统，混合型冷凝间接空气冷却系统，和表面形冷凝间接冷却系统。

在直接空冷系统中，涡轮排气蒸汽直接被冷却下来成冷凝水，并且在蒸汽和机械通风供气之间发生热交换。该系统具有不需要中介媒介，高效换热，发热小，交换面小，占地小，成本低，灵活的经营业绩，和良好的房东性能的优点。其缺点包括对真空泄露要求严格，启动时间长，耗电量大，噪音高。

直接空冷火电厂的概念最早于1939年由德国的GEA提出。自从20世纪70年代后期，空冷火电机组已经得到了商业发展，总容量增长成倍增长。淡褐色三种空气冷却系统的已成功应用，直接空冷 技术应用于这三种类型的系统发展越来越迅速，其系统简单，并保持良好的抗冷冻性。据统计， 直接空冷机组容量占全球总装机容量的比例约60％ 并正在稳步上升。

在水资源严重短缺，其地理分布很是不均匀的中国，内蒙古，山西，陕西等北方地区 是煤炭资源丰富的能源基地，可以为大型发电厂提供充足的燃料，这些区域有基本条件发展大型煤电基地和 坑口电厂，但缺水制约了该地区电的发展。在2004年，国家发展和改革委员会要求原则上空气冷却技术应适用于在干燥的北方地区发电厂。然而，因为中国和技术先进国家在空气冷却领域之间的巨大差距，空气冷却单元的应用是受到一定限制的。

到2003年，全国发电装机冷却装置容量达到1.6吉瓦，包括大同二电厂200兆瓦混合间接空冷机组 ，丰镇发电厂4条200兆瓦间接空冷机组，以及太原热电厂两个200兆瓦表面式间接空冷的机组。在那个时候，大规模直接空冷系统的核心技术是由德国GEA和美国SPX垄断 。国内 企业并没有掌握制造大型空冷冷凝器和设计用于空气冷却系统的技术，从而核心，辅助设备都要从国外高价进口。面对广阔的市场前景，在煤炭资源丰富的和水缺乏的地区，中国要实现自主设计空气冷却系统的设备的国产化，尽快尽可能地显降低空气冷却系统的成本，提高空冷机组的盈利性， 为中国北方地区空冷技术的发展奠定基础。

在十一五国家对电力工业，重大技术装备做了规划。开发完整重大产业技术 ，研究和开发大型空冷火电机组得到增强。国家发改委要求中国电力投资集团公司（简称 作为CPI）来组织和开展本地大型空冷机组工程的应用。在 2004年9月，在通辽电厂第一阶段的600兆瓦空冷机组 的项目获得国家发改委作为空气冷却 系统示范工程的批准。2006年10月，开发完成大型空冷火电机组被列入在国家级科研项目 国家发改委中国电力 工程顾问集团公司（CPECC） 哈尔滨空调股份有限公司（HAC）分别被 分配作为第三期项目的主要组织者以通辽电厂为依托工程。

研发战略和路线图

开展研发工作和一个高效的以消费物价指数作为领导者和CPECC和 组织者HAC作为主要参与者的研究小组形成了。研发包括三个方面，即关键技术 用于空气冷却系统的设计，主要设备空气 冷却系统的设计和操作技术的用于空气 冷却装置的设计，其中CPI是负责领导和 组织计划，建设示范 项目，并开展对机组运行的研究; CPECC的关键设计技术研究; 和HAC负责开发和 制造的关键设备。相关实验 并计算均委托有关大学和研究机构。

以减少独立研究的风险， 研发计划是通过研究小组的。 首先结合通辽三期工程空冷机组600-MW的结构。研发工作主要集中在技术设计和操作及其工程应用 ，实现了为F IRST时间。空气冷却冷凝器 采用双列类型，它已经制造成功。第二，以霍林河发电公司组合设计建设的2台600兆瓦空冷机组， 技术进行了改进。空气冷却热单排式与独立的管道元件 知识产权的开发和使用本计划。

至于示范项目，中电投该项目的总负责人，承担了项目建设和运行技术的研究， 而CPECC承担了工程设计和，HAC承担了关键设备的研制。

直接空冷系统设计的技术

系统设计选择最适合的空气温度

通过多种方法进行选择分析空气温度的设计，一种计算方法的温度高于5℃，年加权平均被确定，这是与操作一致的空气冷却机组的特点，有利于安全经济运行。 空气冷却系统的优化设计

一种用于空气冷却系统的优化设计方法基于最小化年度开支，并提出 而每年的费用是作为目标函数 （最小化）进行优化设计参数，如空气冷却的冷凝器面积和迎风速度 根据本地的电力负荷特性和天气情况。 环境风的影响

通过数学模型和物理模型方法伴随着现场测试，环境风在冷凝器的性能和掌握 适当的措施已采取的工设计的影响。 防冻设计

通过在防冻性能的研究低的环境温度和低下冷凝器 电力负荷，合理的防冻措施已经 在空气冷却系统，在此基础上通过 downf低到counterf的比例选择：最低进口速度在downf低为84米/秒，并在counterf低53 米/秒。 排汽管道的设计

理论原理，该设计和 制造该管的应附着在相对于压力容器标准提出，这肯定了该管道的设计原则。

该计算程序CAESAR II，结合ANSYS有限元分析，采用以解决的强度和稳定性的计算在复杂的力量排汽管，避免了较高的要求和计算速度慢造成通过采用计算装置的速度的整个管道系统的有限元分析及提高了设计效率。

1:20的排汽管测试台成立至今，以进行测试，在流体流动。通过实验和数值模拟，两相在负压流排汽的特征压力进行了研究，T型分支的影响导向叶片和其它类型的组件上的流量进行分析，以确保均匀的流动的每一个分配。

该设计的大型分支挂系统，补偿系统和排气特殊部位蒸汽管道进行了研究，提出经济和安全的解决方案，保证了安全和可靠的的管道，冷凝器和蒸汽涡轮机的操作。 用于支护结构空气冷却聚光器的设计

各种有限元分析软件程序是用于比较和分析。 因此，为设计控制指标， 如结构布置，负荷分配，计算条件和内力组成直接空冷系统的系统架构是获得计算原则和技巧该平台的结构设计得到解决的。

动态特性测试中，模拟动态抗震性能试验及模拟静态测试已经进行了1:8的模型为 配套的空气冷却系统的结构，得到承载模式和失效机理。

该模拟静态测试已进行了 1:8的模型的钢筋混凝土柱 大直径薄壁，从他们的地震 性能的获得和的公式用于计算上斜路段承载力衍生。 建立设计标准

的计算原则的决心，边界条件与校正系数的空气冷却系统的性能提供了重要的基础的空气冷却系统的设计。有关计算机软件程序已经开发出来。一个整套设计准则和技术规范为设备制定和发布，并且已经应用到，测试和VERIF灭蝇灯在后续风冷项目;有的已列入国家标准代码设计大型和中等规模的热电厂。基于提到的研究成果上述情况，国家工程建设标准工程技术代码为直接空冷系统的热电厂正在编制。

关键设备开发

双排管风冷冷凝器

辊轧成形技术被用来提高空气冷却部件，侧片方法，其实现了自动化生产的侧板和保证了产品的质量。热浸镀锌过程与黑化和变形的改善消失和镀锌漏水显著降低，从而使质量得到了显著提高。因此，保护，外观的寿命，并份的空气冷却冷凝器的工艺性能与生产率提高增加并且制造成本降低。 单排管空冷凝汽器

垂直成型工艺关纬度管薄钢板表带发达，比国外处理好。该对扁钢管铝翅片钎焊工艺开发的，并在生产线上的单排管和成型生产线关闭在被开发为好，填补了中国的空白。国内制造单排管空冷凝汽器已经实现并且可以替代国外进口。 传热元件

热力学和空气动力学特性单排管子进行了研究和相应的计算软件进行设计开发，使得 传热之间的数值关系不同的冷却元件的电阻特性是获得并用于空气冷却的优化设计冷凝器是确定的。空气的清洁系数根据不同污垢厚度冷却热交换器是得到的，其中可以判断所需要的面积余量以确保热传递，以及该设计的效果参数和最优的清洗参数冲洗喷嘴。

大直径轴流风机

8级 - 直径为9 140毫米和6中的风扇的DXE型叶片的优化后设计的。该整个叶片结构被开发来整合刀片颈部与叶片表面，使整体强度和叶片的刚度，已有效地增加了和叶片的负荷变动的敏感度造成风扇突然加速已经明显降低，这可以有效地减少疲劳。

该薄壁空腔结构发达，大大降低了叶片的重量。这是一次成功的尝试在逃叶片修改常规的结构具有一个额外的重量输入在叶片腔共轴的颈部或以Foamex公司注入型腔。光压风扇罩大直径轴流风机的开发，并已申请专利。双壁腔结构，有利于吸收振动和噪音隔离。模块化管缩短生产周期，并且容易安装。

研究操作技术

研究启动/关机或操作

有人提出安全，经济的启动及关机模式直接空冷系统的建议和相关的问题，指出了为关注。相关操作特性和模式已经被分析并总结和操作规范。 研究性能检测试验

参照国内从结果和在评估测试和性能测试经验用于空气冷却系统和外国评估规定VGB-R131我指引的测试方法验收测试测量和监视操作空气冷却冷凝器真空，提出性能对于空气冷却冷凝器试验方法和结果评估方法，为电力行业提供了基础制定标准。 研究动态特性

有系统的研究上已执行由于本机负载的变化，动态效果的环境温度变化，环境风，操作电源和风扇组合以及对空气冷却系统中的真空度运行时，它空气的冷却系统显示动态特性。 研究防冻

对用于直接空冷系统机制和模式冷冻进行了原因的研究，从而促进相应措施以防止空气冷却散热器结冰时在低温下运行，提出了解决方案和抗冷冻的自动控制逻辑直接空冷系统，并建议在气温较低的冬季最佳的操作应符合与抗冷冻手术。 现场试验和操作的优化

现场系统进行了通辽发电厂三期600兆瓦机组和霍林河发电的两台600兆瓦机组公司取得的经营特色单元和空气冷却系统的试验。安全经济操作计划及那些自动控制方案单元和空气冷却系统已被确定并具有良好的安全性和经济利益实现的。空气的自动化和保护控制逻辑冷却系统也被优化，以激活自动化和保护系统中开机关机和运行的全过程，实现闭环控制。

系统冬季性能测试和抗冷冻性能测试已经进行了在空气中冷却示范项目。鉴于在高海拔和寒冷的环境方面方面，已经提出了用于空气冷却的措施系统，以防止冻结，并实现安全运行。此外，在空气中操作的冷却系统进行了优化后对机组的运行压力优化试验。