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    【成果推介】第735期：间接空冷系统多级设备防冻特性及安全监测研究

    19小时前

    阅读(18)

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      华北电力大学正式发布《2025华北电力大学自主知识产权成果名录》，作为全景梳理年度核心技术专利、软件著作权及高质量成果培育的创新年鉴，百余项最新科技成果的前沿披露，数十支新增科研团队的创新矩阵，《名录》全面收集并整理了2024年度华北电力大学及相关机构自主研发的多项核心科技成果与创新技术，同时详细介绍了成果所涉专利的相关情况。“成果推介”将陆续公开发布成果册所收集的重点推介案例，敬请关注！


      间接空冷系统多级设备防冻特性及安全监测研究

      成果背景

      我国北方和西部地区富煤缺水矛盾突出，间接空冷电站机组建设较多，但其所处地域冬季严寒环境，使机组空冷系统面临巨大的防冻压力；其次，当前新型电力系统转型期间，要求火电机组向调节电源转变，且肩负清洁低碳运行使命，而机组大幅度调节出力不利于冷端系统的防冻运行；另外，空冷散热器本身尺度较大、管束众多、温度监测手段受限，进一步加剧了空冷系统的防冻压力。

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    图：空冷散热器－交错布置空冷扇区－冷却单元多级设备集成示意图

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    图：空冷机组冷端系统防冻高效运行控制逻辑（一部分）

      尽管业内选用循环水流量和百叶窗开度作为防冻调节参数，然而其背后的理论依据仍不清晰，无法形成普适性调控准则；业内局限于聚焦空冷系统某一层级的防冻特性及控制策略，而缺乏对空冷散热器－空冷扇区－冷却单元多尺度防冻特性的全面揭示，导致多级设备的防冻监测指标数据仍然模糊。

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      成果介绍

      针对相关痛点问题，团队凝练了间接空冷系统防冻数学物理模型，使循环水流量和百叶窗开度作为防冻参数，具备了调控准则；并依托实际工程案例，采用数值模拟和实验验证方法，揭示了空冷散热器－空冷扇区－冷却单元的临界防冻特性，指出了各级空冷设备的防冻监测指标数据。该成果的技术优势：

      1、在间冷系统防冻方面，形成了“理论建模－工程案例－算例验证”的完备技术方案，具备普适性，基于前期项目经验可进行推广应用；

      2、指出了各级空冷设备的防冻监测指标数据，选用循环水流量和百叶窗开度进行协同调控，可为空冷机组冬季安全低碳运行提供指导。

      创新点

      1、凝练了间接空冷系统防冻数理模型，令循环水流量和百叶窗开度具备了防冻调控准则，使间接空冷系统防冻控制策略具备普适性和推广性；

      2、形成了“理论建模－工程案例－算例验证”的完备技术方案，可揭示空冷系统多级设备的临界防冻特性，进而获得空冷散热器－空冷扇区－冷却单元的防冻监测指标数据，指导机组防冻高效运行。

      应用场景

      该成果主要应用于火电站/核电站冬季安全运行、清洁低碳运行、防冻运行以及冷端空冷系统规划设计等场景。

      市场前景

      1、目前，空冷火电机组防冻策略非常粗糙，空冷系统无法发挥在冬季的冷却性能优势，使机组常处于高背压的高耗能运行状态，应用本成果的防冻控制策略，可使火电机组在冬季处于低背压防冻运行，显著提升电站经济效益、助力其清洁低碳运行，其市场推广效益非常可观。

      2、电力系统转型背景下，空冷火电机组逐步转向调节电源，并依然要求清洁低碳运行，严重加剧了机组在冬季的安全高效运行，应用本成果的技术方案，可使空冷火电机组在频繁、大幅度变负荷条件下，保障机组的运行经济性和冷端系统的安全性，具有良好的市场推广前景。

      应用案例

      1、华电重工集团项目：大型钢结构间接空冷系统防冻设计及运行控制；

      2、国家能源集团项目：2×660MW 机组“两机一塔、烟塔合一”冷端空冷防冻物模及数模实验研究；

      3、神华集团国华电力公司项目：超超临界火力发电机组冷端空冷系统防冻预测及控制。

      效益分析

      1、目前，空冷火电机组在冬季防冻高效运行方面，需求迫切，若本技术方案推广应用，可使火电机组在冬季处于低背压防冻运行，显著提升电站经济效益。

      2、在空冷火电机组电源角色转变过程中，由于机组出力频繁、大幅度波动，导致冷端系统难以维持防冻运行，使空冷机组在冬季显现巨大的节能及安全运行需求空间，应用本成果的技术方案，可保障机组的运行经济性和冷端系统的安全性。


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    初审：祝仕鸿

    复审：刘 晓

    审核：王宏盛



    来源：华电技术转移转化中心公众号

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