DQZHAN訊：燃煤電廠用空冷？國家能源集團(tuán)完成了一件不可能完成的任務(wù)！
親們，提到Mission Impossible能讓你們想到什么呢?是阿湯哥完成一個(gè)接一個(gè)不能完成的任務(wù)的碟中諜系列電影嗎?
其實(shí)，在現(xiàn)實(shí)中，國家能源集團(tuán)真的完成了一件Mission Impossible哦。想知道是什么?這就帶你去看一看。
一件不可能完成的
“超級(jí)工程”任務(wù)
通過我們之前發(fā)的內(nèi)容，大家可以知道，目前世界上化石能源發(fā)電機(jī)組的發(fā)電原理都是這樣滴：通過化石能源燃燒經(jīng)過鍋爐等設(shè)備所產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用法拉第電磁感應(yīng)定律而產(chǎn)生電能。而且目前不論是傳統(tǒng)化石能源發(fā)電還是核能發(fā)電，由于都是需要利用燃料燃燒后通過設(shè)備產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，所以都需要大量的水，用以產(chǎn)生蒸汽和對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻的冷卻水。這也是為什么化石能源電廠和核電站在建設(shè)時(shí)都要求周邊擁有大量水源的原因。
如果沒有大量的水源，要實(shí)現(xiàn)化石能源發(fā)電或者核電，無疑都是無法接受的。但國家能源集團(tuán)卻憑借著“不讓有限的環(huán)境限制了我們無限的創(chuàng)造力”的精神，在我國新疆北部準(zhǔn)噶爾盆地古爾班通古特大沙漠的邊緣，建立起了一座不需要大量水做冷卻介質(zhì)的燃煤發(fā)電廠——國神集團(tuán)五彩灣電廠。就是這座電廠，前不久登上了央視熱播紀(jì)錄片《超級(jí)工程III》。
這一普遍被認(rèn)為不可能的事情是如何實(shí)現(xiàn)的呢?這就是空冷技術(shù)!
什么?
燃煤電廠用空冷?
沒搞錯(cuò)吧?
是的，沒搞錯(cuò)，就是空冷。這座使用空冷技術(shù)的燃煤電廠就是國神集團(tuán)五彩灣電廠。而五彩灣電廠所使用的空冷技術(shù)的學(xué)名叫做哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)，這可是一個(gè)非常牛的系統(tǒng)哦，它是一種帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)，它的*大特點(diǎn)是冷卻水與汽輪機(jī)排汽不相混合，進(jìn)行表面換熱，這樣可以滿足大容量機(jī)組對(duì)鍋爐給水水質(zhì)較高的要求。該系統(tǒng)與常規(guī)的濕冷系統(tǒng)基本相同，不同之處是用空冷塔代替濕冷塔，用不銹鋼凝汽器代替鈦管凝汽器，用除鹽水代替自然狀態(tài)水(例如海水、湖水、江水等)，用密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
根據(jù)對(duì)電廠周圍環(huán)境的實(shí)地調(diào)研與電廠機(jī)組運(yùn)行要求的綜合研究，國神集團(tuán)*終決定在五彩灣電廠兩臺(tái)350MW超臨界間接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組上每臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)建設(shè)一座自然通風(fēng)冷卻塔，塔內(nèi)平均分布六個(gè)換熱扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)由22個(gè)冷卻三角組成，直立布置于冷卻塔周圈。循環(huán)水系統(tǒng)按照單元制布置，每臺(tái)機(jī)組配3臺(tái)循環(huán)水泵，1套獨(dú)立的進(jìn)水/出水循環(huán)水管道，2個(gè)高位膨脹水箱和6個(gè)地下儲(chǔ)水箱，2臺(tái)補(bǔ)水泵、2臺(tái)充水泵等主要設(shè)備，間冷系統(tǒng)布置。
**助力戰(zhàn)勝多個(gè)難關(guān)
成就不可能完成的“超級(jí)工程”
方案定了并意味著一切都可以高枕無憂了，難題接二連三的出現(xiàn)，如果不能一一攻克，即使有再**的方案也只能是一片空想。
私人訂制讓你的效率飛起來
相比國內(nèi)普遍采用的濕冷系統(tǒng)，空氣冷卻雖然節(jié)省了大量的水，但其散熱效率一直“為人詬病”，低效率就意味著高成本，解決散熱器的散熱效率問題是必須邁過的坎。為了解決這一難題，五彩灣電廠與空冷系統(tǒng)廠家攜手進(jìn)行了攻關(guān)，根據(jù)傳熱學(xué)理論(Q=K˙A˙Δt)為一期項(xiàng)目“私人訂制”了一款采用的鋁管鋁翅片的管翅式換熱器。注意，這可和烤串沒有關(guān)系哦，它的樣子是這樣的：
它有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
一是較高的傳熱系數(shù)。換熱器的材質(zhì)為純鋁，具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)鋁經(jīng)過特殊的加強(qiáng)型表面鈍化處理具有高耐蝕性。鋁的密度低，只有鋼的34.5%。具有較高的比強(qiáng)度，是一種太空金屬。在同樣的風(fēng)阻條件下，該種散熱器的傳熱系數(shù)比普通散熱器提升了5%。
二是擁有較低的風(fēng)阻。間冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)就是空氣，風(fēng)阻高意味著冷卻介質(zhì)流動(dòng)少，導(dǎo)熱系數(shù)再高熱效率也無法提升。因此，五彩灣電廠與散熱器廠家應(yīng)用**的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)來開發(fā)管外的翅片片型，并應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算流體力學(xué)工具來分析空氣通過翅片的阻力。在同樣傳熱系數(shù)下其散熱器比鋼管鋼翅片熱浸鋅的散熱器阻力下降8%。
在這個(gè)科技發(fā)展的時(shí)代
掌握算法才是核心關(guān)鍵
戈壁大漠晝夜溫差大，夜間和寒冬中容易出現(xiàn)極低溫度，而如何有效預(yù)防由此引起的凍結(jié)現(xiàn)象對(duì)間冷散熱器的設(shè)計(jì)而言是一個(gè)“棘手”的問題。五彩灣電廠技術(shù)人員會(huì)同有關(guān)科技人員通過對(duì)散熱器發(fā)生凍結(jié)的現(xiàn)象進(jìn)行研究，得出了一個(gè)出人意料的結(jié)論：散熱器中結(jié)凍發(fā)生時(shí)的溫度往往要比0℃更低，但結(jié)凍只要一發(fā)生將會(huì)擴(kuò)展的非常迅速。根據(jù)這個(gè)研究結(jié)果，五彩灣電廠技術(shù)人員不斷修正原有的防凍設(shè)計(jì)程序。通過充分考慮五彩灣地區(qū)極限低溫的工況，盡量保證換熱器的冬天運(yùn)行;與此同時(shí)通過對(duì)散熱器的運(yùn)行檢測，當(dāng)氣溫，風(fēng)速，以及回水溫度使“結(jié)凍函數(shù)”達(dá)到某一闕值時(shí)，立即進(jìn)行扇區(qū)放水操作，為散熱器配備了更加嚴(yán)密可靠的儀表和閥門以及先進(jìn)的“防結(jié)凍”控制算法。
圖為五彩灣電廠間接空冷塔
光有私人訂制和算法還不夠
有了獨(dú)門秘笈才能底氣足
在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于極端惡劣的氣候和各類難以預(yù)料的復(fù)雜工況隨時(shí)會(huì)“造訪”，間冷扇段在啟動(dòng)、運(yùn)行、停運(yùn)都會(huì)面臨不同的運(yùn)行環(huán)境，光靠先進(jìn)的設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到100%防凍。為解決這一問題，五彩灣電廠運(yùn)行人員多次在冬季零下40攝氏度的外部環(huán)境中進(jìn)行間冷系統(tǒng)的各類操作，*終總結(jié)出了一套應(yīng)對(duì)冬季間冷系統(tǒng)四類不同工況以及七類緊急情況的“**秘籍”——《哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)防凍措施》。
該措施詳細(xì)規(guī)定了對(duì)間冷系統(tǒng)在冬季啟動(dòng)、運(yùn)行、停運(yùn)等工況下的防凍措施，以及對(duì)間冷系統(tǒng)發(fā)生扇區(qū)管束溫度測點(diǎn)異常下降、扇區(qū)發(fā)生泄漏、間冷塔內(nèi)管道凍結(jié)、間冷除鹽水補(bǔ)水管道凍結(jié)、部分百葉窗故障無法調(diào)節(jié)或不同步導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)、部分管束水循環(huán)破壞凍結(jié)、某扇區(qū)充水時(shí)其它運(yùn)行扇區(qū)排空立管液位急劇下降等七類緊急情況的應(yīng)對(duì)措施。五彩灣電廠兩位員工制定的《間接空冷預(yù)暖防凍系統(tǒng)》榮獲國家實(shí)用新型**。
從此戈壁灘上建電廠
再也不是一件不可能完成的任務(wù)了
空氣冷卻系統(tǒng)在國神集團(tuán)五彩灣電廠的成功運(yùn)用，保證了電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，完成了一件很多人認(rèn)為是不可能完成的任務(wù)。在五彩灣電廠成功運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)后，不僅打消了同行業(yè)的疑慮，還促使準(zhǔn)東地區(qū)先后有20余臺(tái)同類型機(jī)組采用了哈蒙氏間接空冷技術(shù)，使煤電產(chǎn)業(yè)成為準(zhǔn)東經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)*重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
除了完成不可能完成的任務(wù)
還一不小心拿下了多項(xiàng)“**”
五彩灣電廠一期項(xiàng)目于2012年12月實(shí)現(xiàn)雙投，成為新疆單臺(tái)容量**大的機(jī)組，也是新疆**臺(tái)超臨界機(jī)組，更是西北地區(qū)**臺(tái)敢于采用哈蒙氏間接空冷技術(shù)的機(jī)組。同時(shí)，由于新疆地區(qū)冬季寒冷漫長，一年中不適合室外作業(yè)的月份達(dá)到5個(gè)月，但其1號(hào)機(jī)組卻在短短的18個(gè)月內(nèi)順利建成投產(chǎn)，還創(chuàng)造了西北高寒地區(qū)同類型機(jī)組建設(shè)的*短周期記錄。此外，一期項(xiàng)目還是新疆**家同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入使用脫硝設(shè)施系統(tǒng)及煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，并通過自治區(qū)環(huán)保廳驗(yàn)收的發(fā)電企業(yè)。
Mission Accomplished!
國神集團(tuán)五彩灣電廠所處的古爾班通古特沙漠多年來一直是一片寸草不生的戈壁荒漠，不僅僅因?yàn)槿狈λY源，更因?yàn)槠渫寥篮瑝A量極高，水分含量極低，不適合絕大多數(shù)植物生長，為綠化工作帶來不少挑戰(zhàn)。五彩灣電廠做好能源供應(yīng)工作的同時(shí)不忘因地制宜開展綠化工作，一方面投入大量人力物力用于水土改造和水土保持，換土面積超過12萬平米，建立了針對(duì)每棵植物的灌溉系統(tǒng)，有效降低了土壤含堿和植物缺水帶來的影響;另一方面選取對(duì)偏堿性土壤有較強(qiáng)適應(yīng)性的胡楊、灌木、喬木等植物進(jìn)行種植，廠區(qū)和生活區(qū)累計(jì)綠化面積已達(dá)163740.4平米，其中廠外主進(jìn)場道路及兩側(cè)綠化面積3696平米，廠內(nèi)綠化面積126780.4平米，種植喬木11405棵，栽植灌木109500株;此外，還在生活區(qū)栽種部分觀賞類植物，在茫茫戈壁灘上建起了一座綠色電廠。
戈壁灘上建電廠只是我們的一個(gè)小目標(biāo)，我們還有更遠(yuǎn)大的目標(biāo)，那就是不光提供**、高效、綠色、清潔的能源還要是我們的環(huán)境更加環(huán)保綠色宜居。
