电厂空气冷却系统的防冻调试优化

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1引言

电厂空气冷却系统又称干冷系统，是指将空气作为冷却介质，整个系统是封闭的循环系统。当前，我国主要有三种空冷系统，即直接空冷系统、表面冷凝器间接空冷系统和喷射式凝汽器间接空冷系统。在这些直接空冷系统中，汽轮机排汽直接利用空气凝结，空气和蒸气之间进行热交换，结构简单，需要的空气冷却元件较少，可以有效地解决富煤贫水区的发电问题[1]，如图1所示。由于直接空冷系统以空气为介质进行热交换，因而空冷系统受到环境的影响较大，尤其是我国西部和内蒙古地区冬季极寒天气较多，因此机组在冬季运行时的冷岛防冻更成为重中之重。着重分析了直风冷却系统的防冻调试优化。

2.冬季常见的防冻问题。

空气冷却系统的防冻问题一直是空冷机组亟待解决的问题，本文结合内蒙古创源金属电厂直接空冷系统的实例，结合现场运行和空冷岛冬季冻结的突发事件，归纳如下：

空中冷岛防冻物资(棉被.炉子)准备不足，在极寒天气下，如系统升温不及时，极易造成翅片冻结。

在极端寒冷的天气条件下，机组的加载速度较慢，进汽量太低容易造成空气冷却系统结冰。

在机组启动和事故停机过程中，防冻措施不完善，旁路系统参数控制不当，极容易造成机组运行中的真空度过高或空冷岛冻结。

3冬期作业防冻。

3.1抗冻融危险分析。

造成直接空冷散热器结冰的主要原因：气象因素；空气冷却散热器进汽量.进汽参数.进汽时间；空冷风机运行方式的控制；排汽参数的控制；旁通和疏水装置的配合[3]。

3.2单元优化的防冻措施。

冬季极端寒冷的天气较长，机组在冬季启动时空冷岛面临严峻考验，因此，当环境温度低于2℃时，如果机组有启停操作，一定要提前密切注意天气变化，冬季尽量安排在白天中午启动，但是要保证黄昏前空冷岛的防冻流量达到最低限度。

以下是空冷岛启动的优化过程：

在启动真空泵之前，保持真空断气阀打开，关闭疏水扩容器的所有疏水阀，禁止热水供应.热汽进入排汽装置，同时确保空冷岛凝结水回水总管放水阀全开。

炉着火前，机组投轴封供汽，启动三台真空泵抽真空，当反压达到30kPa以下，开主蒸汽疏水，关闭空冷岛1.2.5.6列进汽蝶阀及抽真空阀，全部列凝结水回水阀。

一次蒸汽在锅炉点火后对空排进行升温升压，在主汽流量达到最小防冻流量的情况下，打开低压旁路进汽阀，同时开大高压进汽阀向空冷岛送汽，当主汽达到最小防冻流量的时候，开低压旁路进汽阀。

采用低压旁路旁路技术，使低压力旁路后温度保持在120~150℃，三级减温后控制80~90℃，控制疏水型容器温度在70~80℃时，尽量提高空冷岛进汽温度，并注意到排汽装置不能动作。

在开动列空冷管束下联箱冷凝水温度高于50℃，抽气温度超过40℃时，先打开该列逆流风机，试反压情况下启动顺流风机，以反压状态启动顺流风机，维持背压在30kPa区间。

空气冷却风机运行后，监测空冷岛已投入的各列散热器温度，同时测温未投用的每一列冷岛进汽蝶阀后的温度，如温度超过5℃/min，则需打开不严排抽气阀门，30min后打开此列进汽阀，根据反压状态，投入本列风冷风机运行，同时调整投入的每列风机转速，以保持背压在30~35kPa区间。

3.3机组优化防冻运行。

在冬季机组稳定运行时，空冷岛参数控制值如下：

涡轮背压>20kPa。

每列冷凝水中的温度均大于40℃。

每列散热器冷凝水的过冷度小于6℃。

每个列式散热器的真空抽气温度大于35℃。

散热器管束面偏差为10℃。

空气冷岛散热器的出风量大于40℃。

每列冷凝水槽温度偏差小于5℃。

在空冷岛正常运行期间，尽量使同列各风机转速保持一致，在低负荷情况下，每列风机尽可能多投，低速运转。

每一列冷凝后的箱体在一温度低于35℃以下时，应停止本列风机运行，及时查找原因。如在30分钟内温度没有升高，则再启动一台真空泵运行，当空冷散热器的冷凝水温度上升到35℃，过冷度小于6℃时，适宜停止运行真空泵。

运转时，每一列散热器真空抽气，当温度低于30℃时，应停机运转，10分钟后抽气口温度继续下降，将逆流风机反转，待温度回升到35℃时，应停止逆流风机反转。反向流动风机反转时，此列及相邻列顺流风机应保持运转，以备热风升温。

4执行防冻建议。

当遇到启停操作时，一定要提前了解和监视环境气象条件的变化，冬启。停机尽量选择在白天温度高的时候进行。

无论如何，空冷岛每一列散热器末端的小阀门都必须得到保证.每个冷却单元的隔离阀和平台阀都处于关闭的位置，凝结水回水总管放水阀总是处于全开状态。

当环境温度低于-10℃时，机组后部压力不得低于10kPa。

过冷度作为冬季防冻期间的安全指标，禁止超温低于6℃。

在冬季遇到大风降温或强风天气时，操作人员应适当增加机组负荷或提高运行背压等措施，以防止大风.冷却及散热器热能不均匀分配管束冻坏等非停事故。

5结束语

本文针对直空冷机组，从空冷岛结构原理.运行方式.优化调整试验等方面，分析了在冬季运行过程中防冻措施对空冷机组安全稳定运行的影响。现有的有空冷岛防冻措施不能有效解决冬季空气冷却系统结冰问题，通过优化调整试验分别从机组启动、稳定运行和停机阶段对空冷岛的运行过程进行了详细的总结，降低空冷岛管束冻结等非停运事件，提高机组运行安全性.稳定.经济性。