基于直接空冷抽汽机组冬季低背压运行对策研究

基于直接空冷抽汽机组冬季低背压运行对策研究

王磊

陕西北元化工集团股份有限公司陕西神木锦界719319

摘要：某自备电厂投运的4×125MW高温高压直接空冷机组投产以后，冬季运行时为了防止空冷岛管束冻结，一直将机组背压维持在16~18kPa，排汽温度达60℃，机组运行经济性差。根据机组冬季低背压运行实践经验，制定了严寒天气直接空冷机组冬季低背压运行控制措施。按照该措施运行后，机组冬季运行背压下降至10kPa左右，同比背压降低了6kPa，在保证空冷系统运行安全的基础上取得了良好的经济效益。

关键词：高寒地区；125MW直接空冷机组；背压；防冻

前言

直接空冷机组因其明显的节水效果而广泛应用，但也存在一些固有的缺点，如受外界环境的影响较大。本自备电厂空冷岛冬季运行工况平均气温达到－18℃，最低气温可到－26℃。作为抽汽机组，平均供汽量达到240吨/h，抽汽量基本达到额定抽汽量，给空冷岛防冻造成较大压力，空冷岛运行调整更为重要和迫切。机组直接空冷系统冬季运行存在很大的防冻压力。为了防止空冷系统发生冻损事故，机组冬季运行时大部分时间将排汽背压人为提高至16~18kPa，排汽温度高达60℃，严重影响了机组运行经济性。为了合理降低机组冬季运行时的排汽背压，最大限度地提高空冷机组运行经济性，公司根据机组冬季低背压运行实践经验与优化运行试验情况，制定了直接空冷机组冬季低背压运行控制措施并付诸实施，取得了良好效果。

1机组概况

某大型化工厂配套自备电厂4×125MW机组，采用直接空冷技术。空冷岛由中国双良集团提供，机组直接排汽装置系统（ACC）由4列组成，每列4个风机单元（每个风机单元1台风机），共16个风机单元。每列第二个风机单元（从蒸汽分配管入口方向依次为一、二、三、四）为逆流单元。抽真空由2台水环真空泵完成。在启动阶段，2台泵全部运行，正常运行时1台泵来维持真空。

2冬季低背压运行存在的问题

直接空冷系统冬季运行受机组负荷、环境温度、环境风速的影响较大，机组冬季运行背压较低时，极易发生空冷管束冻损事件。经过十年的冬季运行，直接空冷机组暴露出一些问题，给直接空冷系统冬季低背压运行带来了很大困难。

2.1顺、逆流交界处易冻结

由于空冷各单元隔离墙间隙较大，以及蒸汽流量不均、冷却空气流量过大等原因，空冷风机每列顺、逆流交界处始终有部分管束温度较低，由于回暖亦不能有效解决问题，且回暖温度正常投入运行后很快会再次发生过冷，运行调整难度很大，发生冻结的风险较大。（在我厂#2/3空冷风机交界处出现管道冻结导致空冷管束变形。）

2.2空冷管束大面积过冷

由于设计、制造等诸多因素的影响，现有的热控测点不能完全反映空冷系统的实际运行情况，尤其是温度较低时，虽然测点温度都正常，但空冷管束大面积过冷、冻结的情况仍时有发生。

3低背压运行控制措施

3.1确保机组真空严密性合格

认真监督机组凝结水溶氧量的变化情况，定期进行机组真空严密性试验，确保真空下降速度＜100Pa/min。真空严密性不合格时，要及时进行真空系统查漏、堵漏工作，真空严密性对空冷机组冬季的安全运行至关重要。

3.2空冷系统运行方式

尽可能投入全部空冷列运行，保持空冷风机在低频率运行。冬季运行时，要尽量避免频繁投、退空冷风机，尽量保持风机在低频率运行。投入2台真空泵运行，增加机组真空系统抽气量。

3.3加强人工测温工作

环境温度低于-15℃时，每1h应对空冷管束进行1次就地测温工作；测温位置各列散热器上、中、下位置处的温度及凝结水联箱温度。

4应用效果

4.1试验步骤：

依据中国长江动力公司（集团）《抽汽式汽轮机热力特性技术书》中的凝汽工况功率与背压关系曲线

6一期机组在高真空运行时依据波形图每半小时调整一次，保证机组管束不冻结。

参考文献：

[1]直接空冷系统优化专题报告.中国电力工程顾问集团西北电力设计院

[2]田亚钊，晋杰.600MW直接空冷机组冬季运行防冻要点

[3]王占宽，王忠，胡安民.300MW直接空冷系统防冻措施

作者简介：

王磊，男，1987年03月出生，目前从事热电汽机运行维护工作。