电动封堵装置在灵活性调峰空冷机组防寒防冻的 技术应用

电动封堵装置在灵活性调峰空冷机组防寒防冻的 技术应用

梁殿程 ；李建军；刘永刚

山西京玉发电有限责任公司 山西 朔州 037200

摘要：现如今各类新能源如太阳能发电、光伏发电、水力发电、风力发电等发电企业兴起，但全国范围内仍以燃煤发电为主。在我国“三北”富煤缺水地区，如何合理、经济的将煤炭转化为电能成为制约各发电企业的根本问题，为解决“三北”地区水资源匮乏问题，直接空冷发电机组逐渐在“三北”地区得到发展。冬季气候较低时空冷机组的防寒防冻工作一直制约着机组的安全、经济运行，灵活性调峰空冷机组尤其严重。本文着重介绍电动封堵装置在“三北”严寒地区灵活性调峰空冷机组冬季防寒防冻的技术应用，通过实际案例阐述电动封堵装置的结构及优势，以供“三北”严寒地区同类型机组借鉴参考。

关键词：电动封堵装置；灵活性调峰空冷机组；空冷岛；防寒防冻；优势

1概述：

山西某热电厂地处山西省右玉县境内，与内蒙古自治区乌兰察布盟接壤，此地冬季极其漫长且气候多变，年最低气温低至-40.4℃，最大风速为20m/s，此电厂于2018年被山西经信委确定为山西机组灵活性调峰改造试点单位。厂内汽轮机为北京汽轮发电有限责任公司引进法国ALSTHOM（阿尔斯通）技术，亚临界，中间一次再热，三缸，双排汽，单轴，直接空冷凝汽式机组，在冬季极寒天气且供热的情况下，又是深度调峰机组，负荷最低低至100MW。为提高机组对负荷变化的快速响应能力，能够及时满足电网的深度调峰要求，且在低负荷下防止空冷岛翅片冻裂、损坏，此电厂于2019年9月对厂内#1、#2机组空冷岛共计60台机械通风装置风筒处增设了电动封堵装置。

2 “三北”严寒地区冬季空冷岛现状

“三北”地区灵活性调峰空冷机组在冬季面临严峻的考验，冬季深度调峰最低负荷为满负荷30%，因机组排气温度、排气流量都偏低导致空冷岛系统进汽热量和流量偏低，一旦小于最小防冻热量、流量值时，将存在冻裂空冷岛翅片管束的风险，且管束冻裂不易修复、施工工期较长且危险系数较高，将给机组带来很大的安全隐患。

“三北”严寒地区深度调峰机组空冷岛管束冻裂原因基本为两方面：第一方面是管束内部存在不可凝气体。一般出现这种现象是系统存在泄漏点造成，系统出现泄漏将影响抽真空系统正常运行，抽气系统功能下降，换热不均匀容易导致管束内部积攒空气成为“冷区”，当凝结水经过“冷区”时就会被冷却，一旦达到凝结水冰点，就会冻结成冰，最终导致管束堵塞、冻管。第二方面为外界环境温度低于零下30℃且空冷岛进汽量较少，未达到设计的最小防冻热量、流量时，管束内凝结水也会因自然换热而结冰。

现如今“三北”严寒地区直接空冷岛建设项目较多且都具备灵活性深度调峰能力。为防止空冷岛管束出现冻管现象，各热电厂已普遍研究出适合自己的运行调整方式。大致防寒防冻措施如下：1、均匀分配各列热力及蒸汽流量；2、空冷岛增加温度在线监测系统；3、空冷岛进汽量不足时，高、低旁辅助供汽；4、空冷风机进风口、各列翅片处做防风措施。

3 电动封堵装置介绍：

3.1 背景

随着“三北”地区水资源匮乏愈发严重，直接空冷发电机组在“三北”地区得到迅速发展，而空冷岛防寒防冻措施也越发显得重要，电动封堵装置安装于空冷风机进风口处，可有效调节进入热管束的冷空气流量，使空冷风机室温度控制在合理范围内，以此来解决冬季散热管束结冰、冻管问题。

3.2设备简介

电动封堵装置包括滚筒装置、导向装置和帆布装置，每三组封堵一个单元。滚筒装置包括滚筒支架、传动轴、短滚筒、减速机；导向装置包括涨紧轮、支架；帆布装置包括帆布、钢丝绳、卡扣、C型轨道。三大装置配合实现电动封堵装置快速开合及无缝隙封堵。

滚筒装置、导向装置和盖布装置，每三组封堵一个单元，三组相互平行的 C 型槽钢轨道，在 C 型槽钢轨道的一端设有滚筒装置，另一端设有导向装置（涨紧轮），每两条轨道为一组，在每一组轨道间安装有可折叠的盖布装置，滚筒装置平行于导向装置且垂直于 C 型槽钢轨道；滚筒装置上的滚筒的两端分别设有滚筒支架，滚筒通过传动轴连接短滚筒，短滚筒通过传动轴连接减速机总成，减速机总成两侧滚筒装置安装相同；每组盖布由两根钢丝绳驱动，钢丝绳在滚筒上缠绕若干圈来增加驱动摩擦力，穿过盖布动梁的每个孔，在绕过涨紧轮形成一个固定圈，两绳头用专用卡扣固定，用涨紧轮预紧钢丝绳。固定圈的钢丝绳分别再与盖布的第一根动梁固定，当钢丝绳绕圈运动时带动两组盖布实现封堵开合；所述导向装置（涨紧轮）是由涨紧轮、涨紧轮支架构成的，支架为丁字形结构，其下端设有固定用的通孔，其上端设有通孔连接导向轮支架上的螺栓；所述减速机连接电机，电机连接电源通过电控实现正反转的功能。

3.3 安装图介绍

轨道安装图

每台电动封堵装置单独配有控制柜，运行人员可根据当时机组负荷、环境温度、背压等参数灵活开关每台封堵装置，以使机组能达到最佳经济性运行。封堵装置开关迅速、密封严密，开关时间约1min，可快速完成机组的各项指标调节。

4 电动封堵装置优势

4.1 此电动封堵装置能够最大限度的满足空冷风机室的进风面积封堵，且不破坏原有结构，结构简单、安全可靠、操作方便、维修方便。

4.2 增设电动封堵装置后可实现冬季空冷系统机械通风装置不退列运行，即增大散热面积，可以减小空冷机械通风装置的投运数量及频率，降低厂用电率。

4.3 对于灵活性调峰空冷机组来说，空冷系统成为制约机组负荷变化最关键的问题，增设封堵装置可提高机组的快速响应能力，能够及时满足电网深度调峰要求。

4.4 为保证机组安全和最佳机组背压经济运行，空冷机械通风装置风筒每天夜里需人工苫盖帆布、次日拆除，施工条件恶劣且高空作业风险高，增设封堵装置后可降低检修人员的施工安全风险。

4.5 增设电动封堵装置后，可有效防止管束及联箱冻裂情况发生。

4.6 电动封堵装置极寒天气低负荷工况下，关闭一列风机封堵装置，可提升背压2Kpa，保证了机组的经济性运行。

5 结论

随着“三北”地区空冷机组的快速发展，空冷岛防寒防冻工作越发凸显其重要性。电动封堵装置对于灵活性调峰机组来说，在冬季极寒天气下（-30℃）不仅能够保证空冷岛管束及联箱的安全，而且还能够使机组快速响应电网调度指令，避免双细则考核。封堵装置造价低廉、施工安全系数高且施工简单，经改造电厂投运后封堵装置运行稳定、密封严密，空冷岛防寒防冻压力骤减。可在“三北”地区灵活性调峰空冷机组内推广、实施。

参考文献

1. 空冷器（岛）冬季冻结的原因分析及对策[J]. 王世兴. 中国科技期刊数据库. 2015(21)

2. 浅谈寒冷地区空冷岛冬季防冻措施[J]. 惠润泽. 化工管理.2019（1）