300MW火力发电厂直接空冷系统冬季防冻探讨

300MW火力发电厂直接空冷系统冬季防冻探讨

曲希强王宏伟乔瑞利李东

（国电内蒙古东胜热电有限公司鄂尔多斯市017000）

摘要：直接空冷系统是以空气为冷却介质，使空气与汽轮机产生的蒸汽进行热交换，从而达到冷凝的效果，目前这项技术已经趋于成熟，一方面在大功率机组中的可操作性强，冷却效果好，另一方面节约水资源。但是在北方地区冬夏季气温相差非常大，空冷系统受温度的影响也很大。所以，火电厂空冷机组空冷系统冬季凝结水的过冷很容易结冰，使得空冷散热器被堵塞，特别是在启动停机过程中，以及低负荷运行状态下，空冷防冻措施就显得非常重要。本文简要分析了空冷系统，探究了300MW火力发电厂直接空冷系统冬季防冻措施。

关键词：空冷系统；空冷凝汽器；防冻措施

一空冷系统的概述

空冷系统包括：空冷凝汽器管束、凝结水收集联箱、蒸汽分配管、排汽管道、空冷小管道（凝结水管道、抽真空管道、清洗管道、补充水管道）以及保证空冷凝汽器，能够安装和安全运行的钢结构部分包括：管束侧梁及其支撑、管束下部的密封板、水平单轨梁、冷却单元间的隔墙及门、风机桥架、平台至风机桥架间的踏步、两列空冷凝汽器之间的联络步道、小爬梯，踏板等。

（1）空冷系统共分6列、每列有5个单元、共计30个冷却单元，每个单元配一台冷却风机。每列有三个顺流单元和两个顺逆流混合单元。

（2）风机转速可通过变频器在20%至110%额定转速范围内进行调节。注：空冷风机变频调节0-100%是在风机实际转速25%-100%的基础上进行调节的，无论是手动、自动均相同。

（3）每台机组配有一套高压水清洗系统，该系统能够在空冷凝汽器正常工作时对翅片的外部表面进行清洗。

（4）每台机组还配有一套喷淋系统，此系统能够在环境温度较高的情况下降低空冷翅片管入口冷却介质空气的温度与湿度，降低机组背压。

二冬季空冷系统正常运行时造成空冷凝汽器冻结的原因

（1）由于机组负荷过低，背压维持过低，使得空冷各列凝结水温度、抽气口不凝结气体温度过低，从而使得空冷凝气器管束部分被冻结。

（2）散热器在热交换的过程中，管道中因为存在一定量的不凝气体，且都集中在管束内，使得流动性非常差，从而形成气滞区，且在该区域集中的凝结水很容易过冷，处在低温下就非常容易发生冻害。

（3）由于空冷凝汽器散热管束结构上的特点以及实际的运行情况，使得配汽联箱对应的蒸气分配管束因为热力及流量分配不均匀，而造成表面温度出现偏差；对应于散热三角形两腰布置的散热管束因为热力和流量分配的不均匀使得表面温度出现偏差；散热器相邻管束间由于热力或流量分配不均匀造成表面温度出现偏差。造成某一列或者同一列某部分翅片温度较低，使得这部分管束局部被冻结。

（4）空冷岛上风速、风向的变化不但造成机组背压大幅变化，从而致使凝结水温度、抽气口不凝结气体温度发生变化。还会使某一列翅片温度较其它列低，同样会造成某列翅片东侧温度较西侧低。这部分温度低的翅片在温度降低到一定程度时就会造成管束局部冻结。

三机组冬季空冷系统的主要防冻措施分析

3.1冬季空冷冷态启动前的检查

（1）空冷岛在冬季启动时，必须要在“ACC投入”并且要在自动模式下进行。

（2）空冷系统在冬季投运前，应当检查投入空冷各列蒸气隔离阀、凝结水阀、抽真空阀、以及热工仪表变送器的电伴热装置投入空冷风机电动机和风机减速箱加热器。上述的电伴热或者加热器投入四小时就可以对各个阀门进行传动，从而保障各阀门开关的灵活。

3.2机组启动过程中的防冻措施

（1）机组在冬季启动前，应检查空冷凝汽器各列进汽隔离阀关闭，抽空气隔离阀关闭。

（2）锅炉点火前，将机组本体、管道疏水至本体扩容器门关闭，将管道疏水导入定排扩容器或启动疏水扩容器，确保空冷系统无蒸汽进入。

（3）锅炉点火前，启动三台水环真空泵开始抽真空，当机组背压降至40PKa时关闭抽真空旁路阀。保持一台真空泵运行缓慢降低机组背压。

（4）锅炉点火后，一次器采用对空排汽的方法进行升温、升压，当主蒸汽流量达到空冷单列凝汽器的最小防冻流量时，方可投入旁路系统运行，并投入三级减温水，关闭锅炉一次汽对空排汽，同时将机组管道疏水倒入排汽装置。

3.3空冷系统正常运行时的防冻措施

（1）当空冷系统在自动方式下进行运作时，冬季就应当根据当下环境温度、抽空气温度、以及凝结水温度进行综合全面考虑后在对排汽压力进行设定，同时，还要结合排汽压力和环境温度对应曲线进行合理的调控。另外，还要参照机组背压保护动作值，避免由于人为原因而使得机组背压低跳闸。若空冷管束还存在冻结现象，就应当增加机组背压。

（2）要对空冷系统中的凝结水管道、抽真空管道、蒸气隔离阀、以及热工仪表管等部位进行敷设电伴热带或保温措施，在冬季运行期间要可靠投入。

（3）在冬季机组正常运行过程中，应当设置专职对空冷系统各拍散热器下联箱以及散热器管束进行就地温度实测，当出现异常时，应当增加检查和测量的次数，从而能及时的找出异常问题，并能及时的采取有效措施进行处理。

（4）当进入严冬且机组排汽压力不能人为进行调整控制时，就应当选择停运空冷岛周边风机，并风机风筒封住，防止冷空气的对流。

（5）在空冷系统正常运行期间，要使同排中各风机的频率保持一致，在低负荷时，要尽可能的使各排风机低频运行或者处在停止状态，同时，要尽量不采取解列部分空冷凝汽器的方法来增加其它列的进汽调整手段。

3.4机组在停运过程中的防冻措施

（1）在停机前，要将本机体和其管道疏水导入定排扩容器或者导入启动疏水扩容器中，避免蒸汽沿着大直径排汽管道进入空冷凝汽器而造成散热器冻结。

（2）随着机组负荷的降低，以及凝结水温度的下降，逐渐的降低空冷风机的转速且保障凝结水温度在50℃以上。而风机的停运顺序是从外到内的。

（3）伴随着机组负荷的降低，当风机全部停运后，就要逐渐的停止单列散热器进气。而整体停运的顺序是从外到内，对称停运。单列停运顺序是关闭单列散热器进汽隔离阀，等十分钟后在关闭抽真空隔离阀。

（4）汽轮机打闸后，应当立即关闭所有导入排汽装置的疏水阀，当停机后，每班疏水一次，且每次疏水在五分钟左右。

（5）停机过程中，在机组带低负荷时，应当尽可能的避免小流量，或者是长时间空冷岛大面积进汽情况的发生。

四冬季空冷系统的注意事项

（1）机组在低负荷下长期运行，通过运行采取调整措施仍有部分散热器过冷时，应将产生过冷的散热器用准备好的帆布盖好保温，并将其对应风机的风筒用帆布封堵，减少散热器的通风量，从而避免散热汽的进一步过冷。

（2）机组在冬季启动前，应检查空冷凝结器各列进汽隔离阀关闭，如果怀疑阀门关闭不严密，应及时查明原因并进行处理。

（3）机组正常运行中，检查空冷凝汽器各列凝结水温度，应控制在45℃以上运行。检查空冷凝汽器各列逆流区抽空气温度，应控制在35℃以上运行。

（4）冬季启、停机过程中应设专人对空冷凝汽器各列散热器迎风面下联箱及散热器管束进行就地温度实测，有亦应时应增加检查和测量次数。

（5）机组在停机过程中，随着负荷的降低，结合凝结水温度的下降，逐渐进行降转速、停风机的操作，保证凝结水温度在45℃以上。随着机组负荷的降低，当风机全部停运后，应逐渐停止单列散热器运行。

五结束语

直接空冷机组虽然最我国北方地区得到了较为广泛的应用，但是，由于对其运用的时间不长，在运行调整方面的实践经验还不是很多。很多电厂运行人员都是第一次控制空冷机组，控制经验和方法掌握够还很不全面。所以，电厂工作人员应积极总结出空冷凝汽器冬季冻结的原因，熟练掌握好其运行的特点，采取合适的防冻措施，从而有效的避免空冷系统的冻结现象，保障空冷系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1]SPX斯必克冷却技术功能说明［S］.北京：SPX中国有限责任公司，2010.

[2]柴靖，宇火电厂空冷技术的应用及技术经济分析，火力发电节水技术研讨会，2006.10.

[3]樊焱.变频器在发电厂直接空冷系统中的应用[J].内蒙古科技与经济，2007.

[4]吴君达.变频器在大型电厂直接空冷系统中的应用[J].变频器世界，2012.

作者简介：

曲希强，身份证号：2201831988****5676。王宏伟，身份证号：1502211989****2010。乔瑞利，身份证号：6127221990****4879。李东，身份证号：1502221991****0317。