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空冷岛智能安全预控及背压优化控制系统

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成果主要完成人

何立荣、戴日俊、黄俊飞、安兆青、全广健、夏明炜、熊 明、梁 朝

项目概况

随着我国工业发展的进程,工业用水越来越紧张,尤其是对于水资源本来就紧张的西北干旱地区来说,大部分的火力发电厂都是采用直接空冷形式机组。 直接空冷系统在国内电厂的运行中遇到的一些问题如:夏季背压高、冬季防冻压力大、风机运行方式不合理、背压设定缺乏根据等。直接空冷凝汽器在寒冷的冬季运行时,尤其在机组启、停过程期间以及夜间或低负荷运行等汽轮机排汽量较少的工况下,空冷系统散热器冷凝过冷易发生配汽不均匀现象,造成局部冻结,导致机组发生异常或停机,给发电机组带来了严重的经济损失。空冷系统现有温度测点数据无法全面反映空冷系统温度的分布状态,为防止空冷管束冻结,机组普遍采取提高背压的运行方式,大大降低了发电机组运行的经济性。 本课题旨在建设一套对空冷管束全天候、实时、可视化的温度监测系统,并具备自动巡检、分析、报警功能。可以实现冬季防冻预警和监测热风回流;借助空冷岛温度场采集到的信息,结合机组其它运行参数,实现机组的背压自动寻优、自动冲洗等功能。 (1)防冻保护功能:实现防冻保护优化闭环控制功能。有效针对空冷系统局部过冷的不利运行状况进行调整,避免由于局部过冷,空冷系统防冻保护触发大面积降低风机转速,影响机组的安全运行;降低巡检、维护人员劳动强度,保证机组设备安全运行。 (2)背压优化功能:通过全面监测散热管束实时温度,建立冷端系统优化模型,借助空冷岛状态性能监测系统,并依据监测结果,对空冷岛各台风机运行频率实施优化微调,实现理想背压自动寻优,运行闭环自动控制。 (3)监测热风回流功能:通过冷岛状态性能监测系统,实现风机的热风回流监测,配合机组的背压优化、自动冲洗功能进行综合逻辑运算,为机组实现最佳能效运行提供支持。 (4)自动冲洗功能:通过热风回流监测,背压优化逻辑, 同时根据机组各项运行参数,通过逻辑运算判断后,确定是否开启冲洗功能。在空冷岛冲洗设备条件具备的情况下,自动冲洗功能可实现自动操作。 目前就国内各大电厂来说,机组就背压调整更多的是凭借业内或电厂自己总结摸索出的相关经验来进行;冬季的空冷岛防冻防凌则更多的是靠运行人员高频次上岛检查和就地测量散热管束的温度情况,为防止空冷管束结冰和冻裂,岛上还要准备保温用的棉被或帆布等物资以备不时之需。 现在国内市场上现有温度场监测的技术,更多的是实现了空冷岛散热区域的温度监测功能,没有形成空冷岛防冻防凌的温度监测与机组的自动回暖保护的闭环管理。在机组的热风回流监测、自动喷淋与冲洗乃至最终实现机组运行背压优化等方面,更是没有形成有效的闭环控制,还是过多依赖运行人员的机组运行管理经验通过手动控制来进行调整。 本项目的推广与应用主要解决了上述的问题。对于采用直接空冷机组的火力发电企业来说,防冻保护功能能够节约大量的人力资源与设备维护与维修成本;背压优化功能能够提升机组运行效率,达到节能增效的效果;自动冲洗功能在保证机组优化运行的前提下,能够节约大量宝贵的水资源。结合上述各功能的具体介绍与实际应用案例,本技术可达到经济与社会效益的双赢。