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)勢是煤炭資源豐富，而劣勢是水資源匱乏，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)，實現(xiàn)對這四套系統(tǒng)的自動檢測、自動調(diào)節(jié)、順序控制、自動保護(hù)等自動控制功能。

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