DQZHAN訊：燃煤電廠用空冷？國家能源集團完成了一件不可能完成的任務！
親們，提到Mission Impossible能讓你們想到什么呢?是阿湯哥完成一個接一個不能完成的任務的碟中諜系列電影嗎?
其實，在現(xiàn)實中，國家能源集團真的完成了一件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
“超級工程”任務
通過我們之前發(fā)的內容，大家可以知道，目前世界上化石能源發(fā)電機組的發(fā)電原理都是這樣滴：通過化石能源燃燒經過鍋爐等設備所產生的水蒸氣推動汽輪機轉動，利用法拉第電磁感應定律而產生電能。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備產生的水蒸氣推動汽輪機轉動發(fā)電，所以都需要大量的水，用以產生蒸汽和對設備進行冷卻的冷卻水。這也是為什么化石能源電廠和核電站在建設時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的燃煤發(fā)電廠——國神集團五彩灣電廠。就是這座電廠，前不久登上了央視熱播紀錄片《超級工程III》。
這一普遍被認為不可能的事情是如何實現(xiàn)的呢?這就是空冷技術!
什么?
燃煤電廠用空冷?
沒搞錯吧?
是的，沒搞錯，就是空冷。這座使用空冷技術的燃煤電廠就是國神集團五彩灣電廠。而五彩灣電廠所使用的空冷技術的學名叫做哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)，這可是一個非常牛的系統(tǒng)哦，它是一種帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)，它的*大特點是冷卻水與汽輪機排汽不相混合，進行表面換熱，這樣可以滿足大容量機組對鍋爐給水水質較高的要求。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)。
根據對電廠周圍環(huán)境的實地調研與電廠機組運行要求的綜合研究，國神集團*終決定在五彩灣電廠兩臺350MW超臨界間接空冷燃煤發(fā)電機組上每臺機組對應建設一座自然通風冷卻塔，塔內平均分布六個換熱扇區(qū),每個扇區(qū)由22個冷卻三角組成，直立布置于冷卻塔周圈。循環(huán)水系統(tǒng)按照單元制布置，每臺機組配3臺循環(huán)水泵，1套獨立的進水/出水循環(huán)水管道，2個高位膨脹水箱和6個地下儲水箱，2臺補水泵、2臺充水泵等主要設備，間冷系統(tǒng)布置。
**助力戰(zhàn)勝多個難關
成就不可能完成的“超級工程”
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)廠家攜手進行了攻關，根據傳熱學理論(Q=K˙A˙Δt)為一期項目“私人訂制”了一款采用的鋁管鋁翅片的管翅式換熱器。注意，這可和烤串沒有關系哦，它的樣子是這樣的：
它有兩個優(yōu)點：
一是較高的傳熱系數(shù)。換熱器的材質為純鋁，具有較高的導熱系數(shù)鋁經過特殊的加強型表面鈍化處理具有高耐蝕性。鋁的密度低，只有鋼的34.5%。具有較高的比強度，是一種太空金屬。在同樣的風阻條件下，該種散熱器的傳熱系數(shù)比普通散熱器提升了5%。
二是擁有較低的風阻。間冷系統(tǒng)的冷卻介質就是空氣，風阻高意味著冷卻介質流動少，導熱系數(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用**的風洞實驗臺來開發(fā)管外的翅片片型，并應用先進的計算流體力學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%。
在這個科技發(fā)展的時代
掌握算法才是核心關鍵
戈壁大漠晝夜溫差大，夜間和寒冬中容易出現(xiàn)極低溫度，而如何有效預防由此引起的凍結現(xiàn)象對間冷散熱器的設計而言是一個“棘手”的問題。五彩灣電廠技術人員會同有關科技人員通過對散熱器發(fā)生凍結的現(xiàn)象進行研究，得出了一個出人意料的結論：散熱器中結凍發(fā)生時的溫度往往要比0℃更低，但結凍只要一發(fā)生將會擴展的非常迅速。根據這個研究結果，五彩灣電廠技術人員不斷修正原有的防凍設計程序。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行;與此同時通過對散熱器的運行檢測，當氣溫，風速，以及回水溫度使“結凍函數(shù)”達到某一闕值時，立即進行扇區(qū)放水操作，為散熱器配備了更加嚴密可靠的儀表和閥門以及先進的“防結凍”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
有了獨門秘笈才能底氣足
在實際運行過程中，由于極端惡劣的氣候和各類難以預料的復雜工況隨時會“造訪”，間冷扇段在啟動、運行、停運都會面臨不同的運行環(huán)境，光靠先進的設計還遠遠不能達到100%防凍。為解決這一問題，五彩灣電廠運行人員多次在冬季零下40攝氏度的外部環(huán)境中進行間冷系統(tǒng)的各類操作，*終總結出了一套應對冬季間冷系統(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》。
該措施詳細規(guī)定了對間冷系統(tǒng)在冬季啟動、運行、停運等工況下的防凍措施，以及對間冷系統(tǒng)發(fā)生扇區(qū)管束溫度測點異常下降、扇區(qū)發(fā)生泄漏、間冷塔內管道凍結、間冷除鹽水補水管道凍結、部分百葉窗故障無法調節(jié)或不同步導致關閉不嚴、部分管束水循環(huán)破壞凍結、某扇區(qū)充水時其它運行扇區(qū)排空立管液位急劇下降等七類緊急情況的應對措施。五彩灣電廠兩位員工制定的《間接空冷預暖防凍系統(tǒng)》榮獲國家實用新型**。
從此戈壁灘上建電廠
再也不是一件不可能完成的任務了
空氣冷卻系統(tǒng)在國神集團五彩灣電廠的成功運用，保證了電廠的正常運轉，完成了一件很多人認為是不可能完成的任務。在五彩灣電廠成功運用該項技術后，不僅打消了同行業(yè)的疑慮，還促使準東地區(qū)先后有20余臺同類型機組采用了哈蒙氏間接空冷技術，使煤電產業(yè)成為準東經濟技術開發(fā)區(qū)*重要的支柱產業(yè)之一。
除了完成不可能完成的任務
還一不小心拿下了多項“**”
五彩灣電廠一期項目于2012年12月實現(xiàn)雙投，成為新疆單臺容量**大的機組，也是新疆**臺超臨界機組，更是西北地區(qū)**臺敢于采用哈蒙氏間接空冷技術的機組。同時，由于新疆地區(qū)冬季寒冷漫長，一年中不適合室外作業(yè)的月份達到5個月，但其1號機組卻在短短的18個月內順利建成投產，還創(chuàng)造了西北高寒地區(qū)同類型機組建設的*短周期記錄。此外，一期項目還是新疆**家同時設計、同時建設、同時投入使用脫硝設施系統(tǒng)及煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，并通過自治區(qū)環(huán)保廳驗收的發(fā)電企業(yè)。
Mission Accomplished!
國神集團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，不僅僅因為缺乏水資源，更因為其土壤含堿量極高，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工作的同時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;另一方面選取對偏堿性土壤有較強適應性的胡楊、灌木、喬木等植物進行種植，廠區(qū)和生活區(qū)累計綠化面積已達163740.4平米，其中廠外主進場道路及兩側綠化面積3696平米，廠內綠化面積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小目標，我們還有更遠大的目標，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。
