300MW 电厂空冷岛冷端性能优化策略研究

引言

在 300MW 电厂中，空冷岛作为重要的冷却设备，其冷端性能直接关系到电厂的发电效率和能耗。当前，部分电厂空冷岛冷端性能不佳，导致机组效率降低、能耗增加。因此，开展 300MW 电厂空冷岛冷端性能优化策略研究，对提高电厂经济性和节能减排具有重要意义。

一、影响300MW 电厂空冷岛冷端性能的因素

（一）环境因素

环境温度和风速是影响空冷岛冷端性能的两个重要环境因素。环境温度越高，空冷散热器与外界空气的换热温差越小，换热效果越差，导致排汽压力升高。风速对空冷岛性能的影响较为复杂，一方面，适当的风速可以增强空气侧的对流换热，提高散热效率；另一方面，当风速过大时，会在空冷岛周围形成涡流，导致部分散热器进风量减少，出现热风回流现象，使排汽压力急剧升高。

（二）设备因素

空冷岛的设备状况对冷端性能有着直接影响。例如，空冷散热器的污垢堆积会降低其传热系数，影响换热效果；真空系统的严密性不佳会导致空气漏入，破坏凝汽器的真空；空冷风机的工作效率下降也会影响空气的流动和换热。

（三）运行管理因素

不合理的运行方式和管理措施也会导致空冷岛冷端性能下降。例如，空冷风机的运行台数和转速调整不及时，不能根据环境条件和机组负荷的变化进行优化；凝汽器水位控制不当，会影响凝结水的过冷度和凝汽器的真空；缺乏有效的设备维护和检修计划，会使设备故障频发，影响空冷岛的正常运行。

二、300MW 电厂空冷岛冷端性能优化策略

（一）设备改造优化

1.空冷散热器清洗

定期对空冷散热器进行清洗是提高其传热性能的有效措施。可以采用高压水冲洗、干冰清洗等方法去除散热器表面的污垢和灰尘。高压水冲洗具有清洗效果好、成本低等优点，但需要注意控制水压和冲洗角度，避免损坏散热器翅片。干冰清洗则具有无水渍、无腐蚀、清洗效率高等特点，适用于对清洗质量要求较高的场合。

2.真空系统改造

提高真空系统的严密性是改善空冷岛冷端性能的关键。可以对凝汽器的汽侧、水侧进行查漏和堵漏，更换老化的密封件和阀门。同时，安装真空泵冷却器，降低真空泵的工作温度，提高其抽气能力。此外，还可以考虑采用新型的真空保持设备，如真空密封油系统，进一步提高真空系统的严密性。

3.空冷风机升级

对空冷风机进行升级改造可以提高其工作效率和可靠性。可以采用高效节能的风机叶片，优化风机的流场设计，降低风机的能耗和噪声。同时，安装变频调速装置，根据环境条件和机组负荷的变化实时调整风机的转速，实现风机的节能运行。

（二）运行调整优化

1.空冷风机运行优化

根据环境温度、风速和机组负荷的变化，合理调整空冷风机的运行台数和转速。在夏季高温时段，应增加风机的运行台数和提高转速，以增强

散热效果；在冬季或低负荷时段，可以适当减少风机运行台数和降低转速，节约电能。同时，要注意避免风机频繁启停和转速大幅波动，以免影响风机的使用寿命和空冷岛的稳定性。

2．凝汽器水位控制优化

合理控制凝汽器水位对于维持凝汽器的真空和减少凝结水过冷度至关重要。应根据机组的运行工况和环境条件，确定凝汽器的最佳水位范围，并通过调整凝结水补水阀和再循环阀的开度，实现水位的自动控制。同时，要加强对凝汽器水位的监测和分析，及时发现和处理水位异常情况。

3.冬季防冻优化

在冬季，空冷岛容易出现冻结现象，影响其正常运行。为了防止空冷岛冻结，可以采取以下措施：一是调整空冷风机的运行方式，采用逆流单元和顺流单元交替运行的方式，使散热器内的蒸汽分布均匀；二是安装挡风墙和防冻罩，减少冷风对散热器的直接冲击；三是加强对空冷岛各部位温度的监测，当发现温度过低时，及时采取调整风机转速、投入加热装置等措施进行防冻。

（三）管理优化

1.建立完善的设备维护管理制度

制定详细的设备维护计划，定期对空冷岛的设备进行检查、维护和检修，及时发现和消除设备隐患。建立设备维护档案，记录设备的运行状况和维护情况，为设备的更新改造提供依据。同时，加强对设备维护人员的培训和管理，提高其业务水平和责任心。

2.加强运行人员培训

定期组织运行人员进行培训，提高其对空冷岛冷端系统的认识和操作技能。培训内容包括空冷岛的工作原理、性能影响因素、运行调整方法、故障处理等。通过培训，使运行人员能够熟练掌握空冷岛的运行规律，及时准确地调整运行参数，确保空冷岛的安全稳定运行。

3.开展性能监测和评估

建立空冷岛冷端性能监测系统，实时监测排汽压力、真空度、散热器进出口温度等关键参数，并对监测数据进行分析和评估。通过性能监测和评估，及时发现空冷岛运行中存在的问题，为优化运行调整和设备改造提供依据。同时，定期对空冷岛的性能进行测试和评价，对比优化前后的性能指标，验证优化策略的有效性。

结束语

综上所述，300MW 电厂空冷岛冷端性能受环境因素和设备自身因素的综合影响。通过技术改进，如优化散热元件、增加散热面积、改进风机系统，以及运行调整，如根据环境参数调整运行状态、加强清洁维护、优化机组运行方式等策略，能够有效提升空冷岛的冷端性能。案例分析也验证了这些策略的有效性。在实际应用中，应结合电厂的具体情况，选择合适的优化策略，以提高电厂的运行效率和经济性。

参考文献

[1]董建宁.基于深度学习的直接空冷机组冷端性能实时预测与优化[D].华北电力大学,2024.

[2]戴静.直接空冷机组冷端变工况换热及防冻特性研究[D].中国石油大学(北京),2020.

[3]华能景泰热电有限公司,西安热工研究院有限公司.一种用于直接空冷机组的冷却系统:CN202322904384.7[P].2024-08-02.