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1、发电有限责任公司5、6号机组直接空冷系统性能试验大纲编号：编制： 审核： 批准： 华北电力科学研究院有限责任公司二零零五年十二月 华北电力科学研究院有限责任公司 科技档案审批单 报告名称：发电有限责任公司5、6号机组直接空冷系统性能试验大纲 报告编号： 5 出报告日期 保管年限：长 期 密 级：一 般 试验负责人： 试验地点： 参加试验人员： 参加试验单位：华北电力科学研究院有限责任公司 试验日期：月 打印份数： 20拟 稿： 校 阅： 审 核： 生产技术部： 批 准： 目录前言1. 试验目的2. 试验标准3. 系统介绍4. 试验条件及要求5. 试验用测量仪表及测量方法6. 试验仪表的校验7.
2、 试验数据整理及试验结果评价8. 试验的组织前言发电股份有限公司三期工程#5、#6机组为两台国产600MW亚临界参数燃煤直接空冷发电机组。锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司与三井巴布科克公司合作生产；汽轮机为东方汽轮机厂设计制造600MW亚临界中间再热三缸四排汽单轴冲动式凝汽汽轮机，型号为NZK600-16.7/538/538/；汽轮机排汽采用直接空气冷却技术（以下简称空冷）进行冷却，空冷岛主要设备由德国GEA能源技术有限公司和北京基依埃能源技术有限公司供货；发电机由东方电机股份有限公司生产；机组热工控制设备采用西屋公司的OVATION分散控制系统。GEA保证的空冷系统性能如下：在夏季空气干球
3、温度32，每台主汽轮机排汽流量1279.89t/h、排汽焓值2507.84kJ/kg，排汽干度94.12的条件下，汽轮机排汽口处背压不大于30kPa，此工况下，在蒸汽分配联箱上方的风速不大于5.0m/s时，风机电机输入总功率不大于2963kW每台机组（风机静压效率按照59，减速机效率按照97，电机效率按照93.5）。在环境温度0及以下，每台汽轮机的排汽流量为1217.05t/h，排汽焓2371.42kJ/kg，排汽干度88.75时，汽轮机排汽口处背压不大于8kPa。根据有关资料，结合相应标准和甲方要求制定此试验大纲。1 试验目的测定直接空冷系统在保证工况下的各项参数是否达到要求，计算空冷系统综
4、合评价系数R并与保证值进行比较。2 试验标准2.1 试验标准：真空状态下空冷凝汽器的验收试验测量和运行监控（VGB-R131Me）。2.2 水和水蒸汽性质表：水和蒸汽性质国际协会IAPWS工业公式1997。3 系统介绍3.1 直接空冷系统的设计条件：厂址标高1066.0m（黄海基准），多年平均大气压力90.04kPa，年平均气温6.8，典型年最高气温38.4，典型年最低气温36.3，全年主导风向为西风。3.2 系统主要包括以下三个部分。3.2.1 空冷凝汽器(Air Cooled Condenser)，简称ACC。KKS编码为MAG。 汽轮机共有2个低压缸，每个低压缸各有2个排汽口。每个低压缸
5、下方设置一个排汽装置，每个排汽装置出口经一根DN6000mm排汽主管道穿过汽机房A列外，每一DN6000mm排汽主管道上各安装有2个安全隔膜，东西方向共两根DN6000mm排汽主管道之间有一DN2200mm的汽平衡管道。每一DN6000mm排汽主管道上升到24m标高后分为两条DN4200mm支管，每一DN4200mm支管上升到45.0m空冷平台下方时又分为两条DN3000mm蒸汽分配管，每一蒸汽分配管分别通过位于空冷平台上方11.22m处的入口蒸汽蝶阀进入相应空冷凝汽器蒸汽分配联箱，随着蒸汽分配进入各凝汽器，该联箱管径逐渐由DN3000mm过渡到DN2600mm和DN1600mm。空冷凝汽器搁
6、置在空冷平台之上，平台标高45.0m，布置在主厂房A列外。空冷平台下的柱子从南向北布置成4排，柱子间距26.64m，A列前的第一排柱子为外挑布置，柱子中心与空冷平台边缘距离13.32m，空冷平台边缘距离主厂房A列外18.0m。空冷平台下的柱子从西向东布置成4排，柱子间距22.80m，空冷平台东、西边缘均为外挑布置，柱子中心与空冷平台边缘距离11.40m。5、6号机组空冷平台之间留有0.6m的伸缩缝。5、6号两台机组的空冷平台下方布置了2台高压厂变、6台主变、1台启备变、500kV出线及220kV进线。空冷平台上总共安装有56组空冷凝汽器，分为8列冷却单元垂直A列布置，每列有7组空冷凝汽器，其中
7、5组为顺流凝汽器，2组为逆流凝汽器。每组空冷凝汽器由12个散热器管束组成，以接近60角组成等腰三角形A型结构，两侧分别布置6个散热器管束。散热器管束为单排扁平翅片管，采用镀铝防腐工艺处理。凝汽器型式顺流逆流冷却三角数4016翅片管外形尺寸（mm）2191921919翅片外形尺寸（mm）1901919019翅片厚度（mm）0.250.25翅片间距（mm）2.32.3翅片管翅片材质碳钢铝碳钢铝翅片管加工方法波形板钎焊波形板钎焊翅片管排数11扁平基管横截面尺寸（mm）2161621616扁平基管壁厚（mm）1.51.5管束数480192管束尺寸（m）102.220.4102.220.4每一管束迎风面
8、积（m2）22.222.2每一管束芯管总数3939每一管束翅片面积（m2）27352735每一管束重量（t）3.73.7进风口高度（m）4343设计条件下初始温差（ITD）（K）37.137.1设计压力（bar.g）0.450.45试验压力（bar）0.020.02设计温度（）120120制造厂GEAGEA空冷系统占地面积（长宽）（m）93.2491.2空冷入口蒸汽蝶阀型号GID-3000制造厂湖北洪城通用机械股份有限公司顺流散热器管束是冷凝蒸汽的主要部分，逆流散热器管束主要是为了将系统内空气和不凝结气体排出，防止运行中在管束内部的某些部位形成死区，避免冬季形成冻结的情况。56台轴流变频调速冷
9、却风机设置在空冷凝汽器下部，使空气流过散热器管束外表面将排汽凝结成水，流回到排汽装置水箱。风机由叶轮（轮毂和叶片）、风筒、减速器、电动机等部件组成。减速器安装在风机桥架的支板上，叶轮吊挂在减速器下端输出轴上，由减速器轴端挡板与螺栓将叶轮紧固。电机安装在减速器上方通过联轴器与减速器输入轴相联，风机的变速依靠变频器来实现。风机叶片设计采用宽厚机翼翼形，材料为玻璃钢复合材料（FRP），具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。迎气流看风机时，叶轮应顺时针方向旋转。变频调速具有超速110的能力。直接空冷风机风机型号G-TF91D6-C190叶轮直径9.15 m叶片数量6风机额定转速61.8 rmin叶片安装角
10、17.5 风量428 m3s静压66.1 Pa风机轴功率45.7 kW静压效率62.2 允许最大振动速度6.3 mm/s噪声（距风机以下1米处）66.2 dB（A）制造厂保定惠阳航空螺旋桨制造厂变频调速三相异步电动机连接方式型号MDSP315M-6V1额定电压380 V额定功率90 kW额定转速990 r/min制造厂大连电机厂减速器减速比16.01型号VH2SAM-280/A制造厂DAVID BROWN TRANSMISSION SYSTEM. Ltd3.2.2 空冷凝汽器抽真空系统。KKS编码为MAJ。抽空气管道接到每个冷却单元逆流空冷凝汽器的上部，运行中不断将空冷凝汽器中的空气和不凝结气
11、体抽出，保持系统真空。整个空冷凝汽器及相关管道的容积约为11800m3。在三台真空泵全部投入的条件下，空冷凝汽器从当地大气压达到35kPa.a的时间应不超过40分钟。3.2.3 翅片管清洗系统空冷散热翅片管束表面脏污、翅片堵塞杂物都会导致换热效果下降，进而影响机组出力带负荷，因此需要配备翅片管清洗系统。清洗采用主厂房除盐水来水，经DN1084补水管道进入空冷岛电控室水泵间的30 m3水箱，冲洗水泵从水箱取水升压后将高压除盐水送入空冷平台冲洗装置对翅片管进行冲洗。冲洗水泵型号DC12-5011流量12.5 m3h扬程5.69 MPa转速1450 r/min水泵电机型号Y250M-2/55KW功率
12、55KW4 试验条件及要求4.1 试验对各部件、设备的要求4.1.1 真空严密性合格。4.1.2 凝汽器保持清洁。4.1.3 空冷系统的汽、水管道及旁路无阻塞、泄漏；闸阀严密、灵活、可靠。4.1.4 自动控制系统准确、可靠、无故障，手动操作系统灵活、方便。4.1.5 所有风机、电动机运转正常。4.2 试验测量的实施不能晚于凝汽器调试投运后六个月。验收试验应在干燥天气进行，环境温度不能低于5。4.3 在测量周期内，空冷凝汽器上边缘的平均风速务必不能超过3m/s；在一小时内超过6m/s的峰值次数不能超过20次。4.4 测试应在系统各项参数调整稳定30分钟后进行，每一工况持续测试时间不应少于60分钟
13、。4.5 试验期间运行工况的要求：进口空气温度5；进口空气温度允许偏差10；凝结水流量的允许偏差10；风机马达功率的允许偏差10。4.6 各工况内相同参数的测量次数和间隔时间应相同，且至少达到如下要求：序号参数名称符号单位测量次数1.大气干球温度1122.大气湿球温度1123.大气风速0m/s124.大气压力p0kPa125.“室温”t0126.大气温度ta1127.凝结水流量Wm3/s128.汽轮机排汽压力pekPa129.汽轮机排汽温度te1210.凝结水温度tw1211.汽轮机抽汽点压力pdkPa1212.汽轮机抽汽点温度td1213.排汽装置水位Hm1214.风机功率PkW14.7 预
14、备性试验是必要的，以便各方确认测试的正确性。如果合作各方对于将它作为正式试验达成一致意见，则预备性试验可以作为正式试验。4.8 试验过程中系统的工况不允许发生改变，例如启停凝结水泵、改变风机运行状态、改变系统隔离状态。5 试验用测量仪表及测量方法5.1 进口空气温度测量5.1.1 采用铂电阻温度计，仪表刻度范围应能适应测试期间温度变化需要，仪表精度不低于0.25。5.1.2 温度测点安装在空冷风机进口高度1/4处和3/4处，且保证不受热辐射的影响。相邻两个测点间距在520米之间。5.2 “室温”测量在测量汽轮机排汽压力及各抽汽点压力的测点附近，采用铂电阻温度计，用于校正仪表。5.3 大气压力及
15、大气干、湿球温度测量5.3.1 大气压力表采用绝对压力变送器测量并根据波尔兹曼气压公式进行换算。仪表精度不低于0.25。5.3.2 测量大气干、湿球温度的仪表采用手动或电动通风阿斯曼干湿球温度计。5.4 外界风速测量5.4.1 采用旋杯式风速风向仪或时间积分式风速风向仪。5.4.2 风速风向仪的安装高度应在凝汽器上边缘上方1m处，风向标的方位和字标必须正确设置。5.5 汽轮机排汽压力测量5.5.1 采用绝对压力变送器测量，仪表精确度应不低于0.25。5.5.2 测点应设在汽轮机排汽管道上，至少4个测点并取平均值。5.6 汽轮机排汽温度测量5.6.1 采用铂电阻温度计，精确度应不低于0.25。5
16、.6.2 在汽轮机排汽管道两侧对应的位置上各设一个温度测点；5.7 各抽汽点压力测量采用精密压力表或变送器，精确度应不低于0.25。5.8 各抽汽点温度测量5.8.1 采用热电偶温度计或电阻温度计，其精确度应不低于0.25。5.8.2 温度测点的位置应尽可能靠近汽轮机。5.9 凝结水温度测量5.9.1 采用铂电阻温度计，其精确度应不低于0.25。5.9.2 测点设在凝结水泵的出口、各加热器之间和来自给水加热器的凝结水排出口处。5.10 凝结水流量测量流量测量精确度应不低于0.25。5.11 排汽装置水位的测量可用带有刻度的玻璃管水位计或电子水位计来测量，并将水位刻度换算为体积，用以校正凝结水流
17、量。5.12 风机功率测量风机驱动装置的终端功率通过电流和电压互感器测量，或直接用功率表连接到控制柜的马达进线上测量。5.13 数据采集采用893采集系统：主机采用台式计算机，数据采集部分采用893分散式数据采集系统。另外有部分数据采用DAS系统。6 试验仪表的校验6.1 所有试验仪表在试验前均须经过法定计量部门或法定计量传递部门校验，并具有合格证书。6.2 试验前应校验的仪表如下：A) 功率表B) 压力、差压变送器C) 铂电阻温度计、K型或T型热电偶D) 玻璃管温度计E) 玻璃管水位计F) 风速风向仪G) 干、湿球温度计H) 主凝结水流量孔板7 试验数据整理及试验结果评价7.1 测试工作结束
18、后应对测试数据的可靠性、合理性进行评价分析，删除不符合试验规定的测量数据7.2 各参数应取其在同一工况下的多次测量值的算术平均值作为有效数据。7.3 应对测量参数工况值进行分析，凡不符合规律又不能查明原因加以修正的值应删除或重新测量。7.4 根据厂家提供的修正曲线或修正公式对各参数进行修正。7.5 空冷凝汽器综合性能系数R的确定7.5.1 主凝结水流量（kg/s）其中：喷嘴流出系数；：流体的膨胀系数；：运行状态下的喷嘴喉部直径，m；：喷嘴差压，Pa；：实测介质的密度，kg/m3；：喷嘴直径比。7.5.2 试验工况下凝汽器平台处大气压 （kPa）根据Boltzmann大气压力方程，其中：试验工况
19、下，在高度为1米处测量的大气压，kPa；：凝汽器平台处高度，45m。：大气压测量处的高度，1m。7.5.3 测量风机消耗功率工况下凝汽器平台处大气压（kPa）根据Boltzmann大气压力方程，其中：测量风机消耗功率工况下，在高度为1米处测量的大气压，kPa；7.5.4 自凝汽器凝结的凝结水流量（kg/s）其中：通过流量差压变送器测量的主凝结水流量，kg/s；：排汽装置水位变化对应的当量流量，kg/s；：计算所得来自7号低加与轴封冷却器的疏水进入热水井后的流量，kg/s；：计算所得来自7号低加与轴封冷却器的疏水进入热水井前的流量，kg/s；：计算所得来自7号低加与轴封冷却器的疏水进入热水井后闪
20、蒸为水蒸汽的流量，kg/s。7.5.5 空冷凝汽器凝结的饱和蒸汽流量（kg/s）其中：计算所得排汽中饱和蒸汽所占的质量百分数，根据汽机本体性能试验结果计算。7.5.6 风机功率损失(kW) 其中：风机电缆长度，m；：风机电机电流，A；：电阻率， m/mm2；：电缆截面积， mm2。7.5.7 风机轴端的消耗功率（kW）其中：使用功率表测量的风机消耗功率，kW；：风机变频器效率。7.5.8 风机轴端消耗功率修正到设计工况下的功率值（kW）其中：设计工况大气压，kPa；：测量风机消耗功率工况下的冷却空气温度，；：设计工况下冷却空气温度，。7.5.9 风机轴端消耗功率修正到设计工况下的功率值与风机轴
21、端消耗功率设计值的比值其中：设计工况下的风机轴端消耗功率，kW。7.5.10 空冷凝汽器凝结的蒸汽量（kg/s）根据试验工况下测量的排汽压力和冷却空气入口温度，查GEA公司提供的空冷凝汽器凝结蒸汽量图，得到。7.5.11 大气压力对排汽流量的修正系数其中：设计工况下的大气压，kPa；：常数，；：常数，0.45。7.5.12 风机消耗功率对排汽流量的修正系数其中：设计工况下的风机消耗功率；：常数，0.33。7.5.13 经过大气压和风机消耗功率修正后的凝汽器凝结的饱和蒸汽流量（kg/s）7.5.14 评价系数大于1说明空冷凝汽器性能达到保证值要求。8 试验的组织为了保证试验工作顺利进行，必须成立一个现场试验领导小组，由电厂有关人员担任领导，厂有关部门和试验各方参加。领导小组负责组织和协调试验前期准备，机组消缺，测点安装以及试验时工况调整、系统隔离和异常事故处理等工作。14