内蒙古京隆发电有限责任公司（以下简称京隆 电厂）2号机组为600 MW亚临界参数直接空冷机 组。汽轮机为上海汽轮机厂有限责任公司生产的 亚临界、1次中间再热、3缸4排汽、单轴、直接空冷 凝汽式机组，型号N600-16.7/538/538，低压缸末级 叶片高度665 mm。为了改善空冷岛内空气流场分 布和冷却效果，提高机组运行经济性，京隆电厂对2 号机组空冷凝汽器冷却系统进行了改造，实现了节 能降耗的目的。] 1 空冷系统设备规范

京隆电厂2号机组空冷系统采用机械通风、单 排管直接空冷散热器（ACC），由斯必克冷却技术公 司设计制造。空冷散热器共有56个冷却单元，散热 面积1 560 653 m²，迎面风速约2.1 m/s^[1]。2号机组空冷系统主要设计参数如表 1所示。

表 1(Table 1)

表 1 空冷系统主要设计参数

表 1 空冷系统主要设计参数

根据设备结构及实际运行状态，决定在空冷风 机出口安装冷却空气导流装置，以改善冷却空气场 的分布情况，提高风机冷却效率。结合空冷系统设 计参数，根据空气动力场最佳分布情况计算了导流 装置的设计尺寸，制作安装后的实际效果如图 1所 示。

图 1(Figure 1)

图 1 空气导流装置安装效果

2号机组分别进行了改造前、后真空严密性试 验，改造前、后TMCR设计工况及TRL工况考核试验 等。 3.1.2 试验条件 3.1.2.1 参数允许偏差

性能试验期间，运行工况尽可能接近设计值， 各参数允许偏差如下^[2]：

（1） 入口空气温度：±10 ℃；

（2） 凝结水质量流量：±10%；

（3） 空冷风机运行频率：±1 Hz。

试验测量期间，由于运行条件的变化，上述参 数可能会出现波动，但最大变化不能超过上述给定 值的50%。 3.1.2.2 空冷辅助系统运行要求

空冷辅助系统（如真空泵、凝结水泵等）必须运 行正常，且性能需满足规范要求。 3.1.2.3 系统隔离

将所有出、入凝汽器的不能测量质量流量的管 道全部进行隔离^[2]。 3.1.2.4 真空严密性

根据试验规程^[2]要求，真空系统严密性在关闭 抽空气门、停真空泵的情况下，排汽压力的上升速 率＜200 Pa/min。 3.1.2.5 凝汽器清洁度

试验前，空冷凝汽器冷却表面需要进行彻底清 洗。 3.1.2.6 风速

同1个试验工况下，空冷凝汽器上边缘的平均 风速不超过4 m/s；1 h内风速峰值超过7 m/s的次数 不能多于20次^[2]。 3.1.2.7 气象条件

试验在无雨、无雪的干燥气候条件下进行，环 境温度不低于5 ℃。 3.1.2.8 其他条件

试验期间，主要设备出现故障时应立即停止试 验，待排除故障后继续进行。 3.2 空冷系统真空严密性试验

2号机组改造前、后，进行性能试验前均做了空 冷系统的真空严密性试验，以评估机组真空严密性 状态对性能试验结果的影响。 3.2.1 改造前

改造前真空严密性试验于2014-03-28进行，试 验记录见图 2。试验时机组负荷540 MW，环境气温 18 ℃；空冷风机切换为手动运行，风机转速固定不 变。11：30停真空泵开始试验，11：41启真空泵试验 结束，取后5 min试验数据，计算的真空严密性结果 为128.3 Pa/min。

图 2(Figure 2)

图 2 改造前真空严密性试验记录

改造后真空严密性试验于2014-07-02进行，试 验记录见图 3。试验时机组负荷600 MW，环境气温20 ℃；空冷风机切换为手动运行，风机转速固定不 变。10：47停真空泵开始试验，10：55启真空泵试验 结束，取后5 min试验数据，计算的真空严密性结果 为115.9 Pa/min。

图 3(Figure 3)

图 3 改造后真空严密性试验记录

试验结果说明，2号机组空冷系统改造前、后的 真空严密性均较好，可以忽略其对改造前、后性能 试验结果的影响。 3.3 改造前、后热力性能试验

3.3.1 性能试验数据处理方法

因试验工况必然与设计工况有所偏离，测量数 据需要修正到保证值所需的条件下才能进行评价， 修正计算的依据为《DL/T 244—2012直接空冷系统 性能试验规程》等有关标准^{[2, 3, 4, 5, 6]}。

修正计算所用的性能曲线^[1]由3个变化的初参 数组成，即汽轮机排汽压力，入口空气温度，凝汽器 热流量或排汽质量流量。性能曲线上未显示出的 辅助参数的影响，用修正公式进行修正。

为了准确评价空冷系统改造效果，根据现场实 际情况和试验数据，在试验计算中对空冷岛有效换 热面积和冷却风量进行了修正^[7]；根据散热器脏污 情况修正了传热系数，以便在相同条件下，比较改 造效果。 3.3.2 性能试验结果

在空冷系统改造前进行试验时，因现场条件限 制，未能对空冷散热器表面进行清洗；试验期间有2 台风机故障停运，其余54台空冷风机均在50 Hz频 率下运行。进行空冷系统改造后试验时，对空冷散 热器表面进行了清洗，56台空冷风机均在50 Hz频 率下运行。2号机组空冷系统改造前、后，分别进行 了600 MW负荷下TMCR工况、TRL工况的空冷系统 性能试验，低压缸排汽部分采用汽轮机膨胀曲线法 进行计算。汽轮机组及空冷系统设计参数及试验 数据计算结果分别见表 2、表 3。

表 2(Table 2)

表 2 故障发生前2号机组主要运行参数

表 2 故障发生前2号机组主要运行参数

表 3(Table 3)

表 3 故障发生前2号机组主要运行参数

表 3 故障发生前2号机组主要运行参数

在风机出口加装空气导流装置后，空冷系统整 体运行性能有所提高。

（1） 改造前机组真空严密性128.3 Pa/min，改造 后机组真空严密性115.9 Pa/min，改造后机组真空严 密性保持了较好水平。

（2） TMCR 工况。在空冷系统设计进气温度15 ℃、设计大气压力88.04 kPa，设计排汽干度 0.9272、设计风机功率4150 kW条件下，空冷岛改造 前TMCR工况下修正后的排汽压力为12.65 kPa；改 造后经修正的排汽压力为11.48 kPa。TMCR工况下 空冷系统改造后比改造前真空提高了1.17 kPa。

（3） TRL 工况。在空冷系统设计进气温度 30 ℃、设计大气压力87.815 kPa、设计排汽干度 0.9559、设计风机功率3850 kW条件下，空冷岛改造 前TRL工况下修正后的排汽压力为29.69 kPa；改造 后经修正的排汽压力为28.36 kPa。TRL工况下空 冷系统改造后比改造前真空提高了1.33 kPa。 4 经济效益评估

4.1 经济性指标分析

根据2号汽轮机组热力特性，设计条件下机组 真空每提高1 kPa，热耗率将下降31.86 kJ/kWh，锅 炉效率以92%计、管道效率以99%计，则机组发电煤 耗率将降低1.1 g/kWh^{[8, 9, 10]}。在试验工况条件下，改 造后机组发电煤耗率下降情况：

（1） 环境温度在15 ℃，所有空冷风机额定转速 运行，机组在TMCR工况下，改造后机组发电煤耗率 可降低1.4 g/kWh。

（2） 环境温度在30 ℃，所有空冷风机额定转速 运行，机组在TRL工况下，改造后机组发电煤耗率 可降低1.6 g/kWh。 4.2 经济效益

试验结果修正到设计条件下，TMCR工况时空 冷系统改造后较改造前真空提高1.17 kPa。TRL工 况改造后较改造前真空提高1.33 kPa。标煤价格以 340元/t计，年发电量7 TWh，按TMCR工况计算，机 组真空提高1.17 kPa 时，煤耗率将降低1.287 g/kWh，每年可节约 306.306万元成本。 5 结语

内蒙古京隆发电厂通过在直接空冷机组空冷 系统加装空气导流装置改造，提高了空冷系统的运 行性能，改造后机组背压下降、煤耗率下降，经济性 明显提高，改造经验可供其他电厂参考。