空冷机组凝汽器单元中试基地

空冷机组凝汽器单元中试基地

一、技术背景 

         火力发电空冷技术具有显著的节水效益,从2002年起,我国燃煤火力发电装机容量开始快速增长,空冷技术在北方广大“富煤缺水”地区的火力发电中得到广泛应用。火电空冷技术在我国发展之初,设计和装备都是国外引进技术,针对我国北方气候极端高温和低温变化大、环境风影响大、空气质量差等恶劣运行条件,不能进行有针对性的优化设计,并缺乏高效运行技术的积累,造成投运机组能耗巨大、安全性降低且收不到应有的节水效益。探索空冷机组的安全高效运行和优化设计方法,实现火力发电的节能节水,已经成为我国火电行业面临的关键技术问题和挑战性课题。

         近年来,国家火力发电工程技术研究中心联合中国国电集团公司、中国华电集团公司、华北电力设计院,以及首航艾启威节能技术公司等发电、设计和装备制造企业,针对我国北方独特的运行环境,系统开展了大型空冷设计和运行技术的研究开发工作。研究开发工作先后获得国家“973计划”课题“大型燃煤机组空冷系统热力特性及过程优化(2009CB219804)”、国家科技支撑计划课题“燃煤机组换热设备强化传热技术与节能改造工程示范(2011BAA04B02)”,以及北京市科技计划课题“大型火电空冷系统空气导流技术研究及示范应用(Z121100003012004)”等重大和重点项目立项支持。

    

图1  600MW与1000MW直接空冷单元性能试验台


二、关键技术及水平

         该成果的主要技术内容于2009年7月通过教育部组织的技术鉴定,并先后获2009年教育部科技进步一等奖和2011年国家科技进步二等奖。教育部的鉴定意见认为:该技术成果针对我国富煤缺水地区火力发电的实际情况,克服和弥补了国际上同类技术在抵御恶劣环境和气象条件影响、全工况优化运行和设计、性能评价等方面的不足,总体达到了国际先进水平,其中新的评价体系、分区优化运行、空气流场优化组织等方面处于国际领先水平。从实验研究条件、多尺度数值计算模拟仿真和现场热力性能试验等不同角度,设计搭建了国内首台600MW空冷凝汽器单元热态性能实验台,以及首台1000MW超(超)临界空冷机组的凝汽器单元实验台,并建立了系列的热态风洞实验台。

   

图2  超临界直接空冷系统运行温度分布监测结果


三、技术成果的工程化与产业化


         中心与华北电力设计院、国电科学技术研究院北京分院、华电电科院等建立了良好的合作关系,为华北电力设计院承担的多家空冷电站的优化设计提供技术指导;中心与北京首航艾启威节能技术股份有限公司建立了紧密的合作关系,共同开展1000MW直接空冷系统及新型空冷凝汽器管束的研发工作。基于此,北京首航艾威节能技术股份有限公司投资1300万元,与中心合作建立了1000MW空冷机组凝汽器单元中试试验平台。

         该技术成果的基础研究工作由华北电力大学完成,北京首航艾威节能技术股份有限公司完成了该技术成果的中试及产业化推广工作。





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