河曲电厂二期2台600MW机组空冷机组夏季运行工况设计满发背压28kPa，机组正常运行最高背压60kPa，背压达到65kPa时，发报警信号，当背压大于65kPa时ETS动作跳闸。在实际运行中，夏季高温阶段直接空冷机组背压为30～35kPa，受大风环境影响背压最高能达到45～50kPa。机组投产运行以来，每年夏季都不同程度地出现由于运行背压高而产生机组限出力的现象，严重制约空冷机组夏季的安全满发和经济运行。
1 河曲电厂造成直接空冷背压高负荷受限原因分析
1.1 空冷岛换热管束翅片腐蚀老化、倒伏变形。
（1）空冷岛换热翅片因铝制材质原因长期运行过程中受腐蚀影响，表面光滑度降低，空气流速下降，换热效果变差，影响空冷到各换热面冷却能力。
（2）空冷岛管束换热翅片在安装、检修过程中碰撞受损，翅片倒伏，造成换热面积减少，换热效果降低，背压升高。
1.2 直接空冷系统的真空严密性
（1）凝汽器内部的不凝性气体对空冷换热效率影响较大，目前200Pa/min的真空下降速度为直接空冷系统的真空严密性合格指标，超标很多的空冷系统换热能力会大幅度下降。
（2）而空冷机组真空容积大，查漏困难。采取多种查漏方式进行空冷系统查漏。对一些严密性解决不了的机组，可以采用微正压查漏法。
（3）直接空冷机组真空系统容积大，泄漏空气量大，而抽真空系统不能有效排出系统中空气，空冷系统蒸汽侧阻力增大。过冷度大的超过了设计值1.5℃，影响机组经济性。
1.3 直接空冷换热翅片表面脏污的影响
河曲电厂所处环境为我国北方，气候相对干燥，地区植被覆盖面积相对较少，受季节影响，春季沙尘会使空冷岛换热管束翅片表面会积存灰垢，降低通风，降低换热能力，机组背压升高。
1.4 空冷系统各单元风通道的密封
因对安装质量重视不够，机组长期运行中，密封件老化破损，造成空冷到各密封面漏风点增多，漏风量增大，影响空冷岛换热效果。
1.5 环境风的影响
环境风向变化及风速的大小对背压的影响均较大，尤其是炉后风对背压的影响较为严重。
2 空冷机组夏季因背压高负荷受限不能满发的解决办法
针对上述影响空冷换热效果的原因，从下列几方面工作着手解决夏季高温天气空冷机组不满发的现状：
2.1 提高机组真空严密性，严密性下降时要及时进行分析、排查、治理
直接空冷机组真空严密性相对于湿冷机组尤为重要，真空系统严密性差，会严重影响空冷凝汽器的换热性能。机组正常运行中，运行人员应做好机组真空、凝结水溶氧、凝结水过冷度等性能指标的监视工作，指标出现异常偏差要及时组织专业技术人员进行原因排查、治理。
（1）每月定期进行真空严密性试验，将试验结果进行对比，真空严密性下降及时进行分析排查。
（2）及时清洗空冷岛换热翅片管束保持管束表面清洁度。根据我厂今年空冷机组度夏情况，建议每年春季（4～5月柳絮飘飞严重季节）、7～8月夏季最热阶段、秋季（沙尘天气）分别对管束进行清洗。
（3）保持真空泵出力良好。根据环境温度及时投入化学生水供真空泵冷却水；机组正常运行中或利用机组停机清洗真空泵冷却水冷却器，保证换热效果；利用停机机会清理真空泵入口滤网，保持滤网清洁，尤其是对空冷机组而言。
（4）自然大风对空冷机组背压的影响。机组运行期间，机组背压升高（取背压高值）至38kPa时，应增开主机真空泵，背压达41kPa（对应排汽温度75℃）以上时，应降低负荷，将机组背压控制在41kPa（对应排汽温度75℃）以内，防止其它干扰因素造成机组背压进一步恶化导致机组跳闸。
2.2 增设水喷雾冷却装置
在直接空冷凝汽器冷却单元内，增加喷水雾降温的系统，依据机组背压、环境温度等变化情况，自动或手动进行喷水雾，通过水雾的蒸发有效降低空冷单元内的空气温度，强化换热，达到降低背压的目的（可有效降低机组背压3～5kPa）。但是该种系统运行方式的缺点是需要消耗较多的除盐水。
2.3 对空冷系统改造
（1）增设蒸发冷却系统。在空冷系统中并联增设了一套水冷冷却系统。水冷冷却系统的换热主要是通过水的蒸发把热量带走，即直接空冷系统改造为水冷与空冷联合运行的冷却系统，因水冷有效分担了部分空冷热负荷，机组背压降低效果显著。但是这种联合运行方式缺点是会带来机组耗水量的增大，对于缺水、水价高的地区，具体改造的经济收益还需要认真评估。
（2）间接空冷系统增设尖峰冷却装置。尖峰冷却装置是一种机力通风的空气冷却系统，可以在环境气温较高时承担部分循环水的热负荷，实现满发的目标。这是目前普遍采用的一种增加空冷换热能力的运行方式。
2.4 通过人工干预方式降低区域环境温度
夏季高温时段，通过在空冷岛周边区域进行多频次人工洒水，一定程度上降低空冷风机吸入的空气温度，提高管热效果。
2.5 进行直接空冷系统运行优化试验
直接空冷机组采用机械通风手段强制冷却汽轮机排汽，维持一定排汽压力，在同种负荷、环境温度、风速等情况下，汽轮机热负荷（蒸汽量）恒定时，若降低机组背压，使机组出力增加，就需要提高空冷风机频率（功率增加）增加通风量来加强换热，带来的直接效果是机组热耗下降，但同时因空冷风机运行功率的增加会造成厂用电量增加；相反，若使机组背压升高使机组出力下降，就需要减小空冷风机频率（功率降低），带来的直接效果是机组热耗增加，但同时因空冷风机功率降低造成厂用电量减少。而热耗的降低和厂用电量的增加对于供电煤耗而言，带来的影响是相反的。
因此，在任一工况下均存在一个空冷风机运行的最优频率（转速），在此频率下，供电煤耗最小，机组经济性最佳。河曲电厂通过采取大数据采集方式，进行空冷冷端优化试验，得到不同气温和负荷下风机最佳运行频率f，使机组上网功率增量ΔN（汽轮机功率的增量与空冷风机耗功增量之差）最大。
可见，当机组负荷一定时，在某一环境气温下，随着风机频率f的增加，机组上网功率增量（机组功率的增量与空冷风机耗功增量之差）也在增加，当风机运行频率达到某一值时，ΔN有最大值，此时机组和直接空冷系统运行匹配方式最优；此状态下得到的风机运行频率f为空冷风机运行最经济频率，经济频率下的机组真空为最佳真空。河曲电厂通过空冷冷端优化试验确定的最佳真空运行，节能效果显著。
3 结语
经过多年运行摸索，河曲电厂空冷系统的运行与治理逐步积累了夏季迎峰度夏的经验，有力地保证了机组的可靠性和可用率，实现了空冷机组的安全经济运行，为同类型空冷机组开展迎峰度夏工作提供了范本，有明显的借鉴意义。
参考文献
[1]肖金平．发电厂直接空冷系统迎峰度夏措施的数值分析[D]．北京：华北电力大学（北京），2010．
[2]王培章．大型火电直接空冷系统的设计小结[J]．热机技术，2006，12（4）．
（作者系山西鲁能河曲发电有限公司汽机主管）
