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摘要：北方严寒地区间冷扇区受冻造成设备损坏及机组停运事故时有发生，供热机组“双机一塔”间冷系统防冻问题就更加突出。本文以西北某电厂2×350ＭＷ热电联产工程间冷系统采用“双机一塔”为例，对“双机一塔”间冷系统防冻问题进行分析并提出解决办法，保证了间冷的安全。
关键字：间冷；双机一塔；防冻
引言
在规定的机组容量下，汽轮机的排气量和背压之间遵循一定的关系，间冷塔必须依据环境条件的变化而带走汽轮机的排热量。 在冬季环境温度降低到一定程度时，传热温差极大，散热量会很快增加，管内水的流速不会有明显变化，因此管内的水会过冷而结冰造成管内堵塞和变形，甚至管道损坏，因此在低温条件下选择性的关闭扇段或者调节百叶窗以保证最低出口水温是目前采用比较有效的方法。
本电厂2×350MW机组热点联产工程，共设一座间冷循环水泵房，布置在间冷塔旁。主汽轮机与小汽轮机排汽均进入同一个表面式间接空冷凝汽器，二机一塔。每座塔内两台机组的散热器扇段应交叉布置，扇段总数为12段（182个冷却三角）。冷却塔空冷散热器翅片管总面积为1693576m2，高为179m，进风口高为28.5m，空冷塔底部散热器外侧直径为154m。塔内设4个联通的地下储水箱、2个高位水箱。在空冷塔内的两台机组循环水进出管道按扩大单元制布置，两台机组的出水母管设联络管道及其联络阀门，联络管上的联络阀门为2只。该系统流程为：由水质为除盐水的循环水进入表面式凝汽器的水侧，通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机的排汽，构成了闭式循环。
1 双机一塔间冷系统防冻的特点
空冷散热器为铝管铝翅片，4排双流程，每台机组配6个冷却三角扇区，每个扇区由若干个冷却三角组成，每个冷却三角由2 片冷却管束组成，百叶窗安装在冷却三角底边。间接空冷系统的闭式冷却水主要是通过空冷塔底部的散热器来冷却的，该散热器具有冷却效果好、精度高的特点。但由于散热片薄，抗冻能力差，一旦局部冻结破裂，就会迅速扩大事故，导致成片的散热器受冻损坏；同时，散热器的修复工艺复杂，时间长，冬季无法进行修复，一旦发生事故，造成的直接和间接经济损失都非常大。
西安交通大学多相流国家重点实验室通过建立空冷系统模型，对双机一塔间冷系统各工况进行了计算：1）设计工况和考核工况；2）两机运行最低温度下百叶窗关闭后；3）一机运行最低温度下百叶窗关闭后；4）一机运行最低温度下退出运行扇段无漏风；5）不同低温环境下百叶窗关闭后；6）风速对塔的性能的影响；7）风向对塔的性能的影响；8）风温对塔的性能的影响；9）调整设计工况进风量后塔的性能；10）百叶窗关闭条件下冷却三角最低出水温度。结果显示双机一塔间冷系统设计均符合防冻要求。故，间冷系统防冻管理显得尤为重要。
2 双机一塔间冷系统防冻措施
当环境温度＜2℃，间接空冷系统进入冬季运行模式，间冷系统的防冻工作应按防冻措施进行。进入冬季后，间冷系统的喷雾、清洗装置严禁使用，应开启地下储水箱与喷雾水箱的联络门，关闭各扇区喷雾水、冲洗水手动门，喷雾水泵切电、放水。
2.1 间接空冷系统冬季投运前的防冻措施
（1）间接空冷循环水系统投运前以下测点应装设完整并校验准确：
a、环境空气温度、空冷塔内空气温度、膨胀水箱水温度、主冷水管道温度、主热水管道温度、各冷却扇区出水温度、各冷却扇区冷却柱温度、各冷却扇区直立管液位；
b、地下储水箱水位、膨胀水箱水位水位；
（2）间冷循环水系统投运前补水泵、冲水泵应试运合格，系统各电动阀门传动试运完毕，开关可靠。
（3）循环泵启动前各扇区地面以上进回水环形管道不应进水。
（4）系统注水前就地检查关闭各扇区进出水阀门，开启各扇区冷热水管泄水阀。
（5）当膨胀水箱注至正常水位时尽快启动循环水泵进行系统循环，防止地面以上循环水管道发生冻结。
（6）循环水系统注水至膨胀水箱水位正常后如果循环水泵不能及时启动建立水循环，应开启膨胀水箱放水电动门，启动补充水泵，通过补水阀以及膨胀水箱放水阀的调整控制膨胀水箱水位，使膨胀水箱内水循环流动来防冻。
（7）循环水系统注水过程中加强对各扇区出水管道温度、膨胀水箱温度的监视以及测量，发现异常及时查找原因进行处理。
2.2 间接空冷系统扇区投退过程中的防冻措施
（1）扇区投入前以下测点应确认安装完好并校验准确。
a、环境空气温度、空冷塔内空气温度、膨胀水箱水温度、主冷水管道温度、主热水管道温度、各冷却扇段出水温度、各冷却扇区冷却柱温度、各冷却扇区直立管液位；
b、地下储水箱水位、膨胀水箱水位、喷雾清洗水箱水位、扇区排空立管水位。
（2）扇区投入前以下阀门应传动正常：
a、各冷却扇区进出水阀、各扇区冷热水管道泄水阀、冷热水管道事故泄水阀、膨胀水箱放水阀；
b、各扇区百叶窗开关正常并保持同步。
（3）扇区投入前充水泵、补水泵应试转完毕。
（4）扇区投入前确保间冷系统保护逻辑应传动完毕，动作正常。
（5）间冷扇区的投入应在机组启动后逐步进行。
（6）扇区充水前循环水热水温度应大于40℃。
（7）在冬季条件下扇区充水前应检查所有百叶窗关闭，远方就地开度指示一致。
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（8）扇区投退过程中应就地专人监视阀门的动作情况，并与监盘人员保持通讯畅通。
2.3 扇区正常运行中以及特殊气候条件下的防冻措施
（1）冬季扇区运行中巡检应每2小时对冷却三角冷却管束指定点（测温部位为每个扇区第一个三角和最后一个三角最上部区域，记录最低点温度，退出扇区测管道温度）的温度进行实测和记录，并与扇区冷却柱温度进行比较。发现冷却三角冷却管束实测温度和DCS显示的温度偏差较大时，应及时关小对应扇区的百叶窗。并检查各冷却三角、连接法兰无漏水、百叶窗无卡涩且动作灵活。
（2）间冷各阀门位置、状态正确，水箱水位就地与画面一致。
（3）间冷塔百叶窗同步校对：白班进行一次全行程同步校对，全关-全开-调整至原开度。中班和后夜进行半行程同步校对，确保关闭严密，原开度-全关-原开度。对不同步或存在卡涩的百叶窗及时联系处理。无论任何原因引起的机组降负荷，都要立即调节百叶窗，机组跳闸时，立即全关百叶窗。
（4）机组负荷或环境温度变化后，应根据出水温度先调整迎风面百叶窗，再逐步关小其它百叶窗。
（5）冬季扇区运行中，必须保证扇区冷却柱温度不低于10℃。
（6）百叶窗在自动或者手动情况下都必须保证各扇区出水温度满足以下要求：
a、环境温度在0℃以上时，保持扇区出水温度不低于20℃；
b、环境温度在0℃以下时，保持扇区出水温度不低于25℃；
c、环境温度低于-10℃时，保持扇区出水温度不低于30℃。
（7）在百叶窗投自动时，如果扇区出水温度低于以上要求时，手动关小百叶窗开度，直到出水温度达到要求的温度后再将百叶窗投自动。
（8）冬季环境温度低于0℃时，选择一个扇区泄水做备用，以减少散热面积，适当提高循环水温度。开启泄水扇区冷、热水管放水门并切电，关闭泄水扇区热水进水门、冷水出水门并切电。
（9）冬季环境温度低于-5℃时，选择两个扇区泄水做备用，再次提高循环水温度。开启泄水扇区冷、热水管放水门并切电，关闭泄水扇区热水进水门、冷水出水门并切电。
（10）当遇到大雪、冰冻、大风降温等恶劣天气或环境温度低于-10℃时应及时启动第二台循环泵运行，提高流速，防止扇区冻坏。
2.4 机组在各种工况下的间冷防冻措施
（1）机组降低负荷时应及时调整关闭迎风面百叶窗，随后再逐渐关小其它方面百叶窗。保证扇区出水温度不得低于25℃，当百叶窗全部关闭后扇区出水温度仍低至22℃应申请适当提高机组负荷。
（2）无论任何原因引起的机组甩负荷，都要立即关闭所有百叶窗。无论任何原因引起的机组甩负荷，都要立即关闭所有百叶窗。机组跳闸短时间（1小时）内无法恢复、锅炉无法点火、旁路无法投入、环境温度低于-15℃时，要有专人监视扇区出水温度，立即将所有扇区退出运行并就地确保各阀门状态正确。
（3）停机过程中，根据各冷却扇区出水温度逐步退出所有扇区运行，防止扇区出水温度下降过低发生冻结。
2.5 间接空冷系统冬季停运后的防冻措施
（1）间冷系统冬季停运后，关闭所有扇区百叶窗，就地检查所有扇区百叶窗确已关闭。
（2）间冷系统冬季停运后，开启#1、2电动旁路门并切电，开启各扇区冷、热水管放水门并切电，关闭各扇区热水进水门、冷水出水门并切电，开启间冷膨胀水箱放水门并切电。
（3）间冷系统冬季停运后，应及时联系热控人员放尽热控表计的存水。
（4）间冷系统冬季停运后，如遇到下雪天，每天应将所有扇区百叶窗活动一次，以防止百叶窗连杆处冻住。
（5）机组停运后，每天8点、14点、20点、2点定期启动充水泵，运行10分钟，（时间可根据环境温度进行调整）将地下储水箱的打至膨胀水箱，膨胀水箱溢流至地下储水箱，以保证膨胀水箱内的水不会冻结。启动充水泵时，就地派人检查，换水过程中如有异常立即停止操作，并及时汇报。
2.6 间冷循环水泵房的防冻措施
（1）若遇设备检修停运间冷循环泵时，应及时放尽系统内存水。
（2）当环境温度低于-5℃以下时，每班核对就地热控表计和DCS上显示数值，发现异常应及时联系、汇报处理。
（3）当环境温度低于-5℃以下，间冷循环水系统停用时，应及时放掉系统和热控表计的存水。
3 结束语
双机一塔间冷系统防冻有其特殊性，尤其是双机运行时，一台机组跳闸情况下，必须严阵以待，引起运行人员及专业管理人员的足够重视。如果不采取有效措施保证防冻的可靠性，轻则影响机组的安全运行，造成非计划停运或限负荷出力，重则造成几千万元的设备损坏。因此，再生产中药不断进行总结并采取有效的优化措施，可保证空冷塔运行更加可靠
参考文献
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[4]刘海军.600MW机组间接空冷系统的防冻与优化[J].华电技术，2011，33（10）.
论文作者:魏久升
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/5/30
标签：扇区论文; 百叶窗论文; 温度论文; 双机论文; 水箱论文; 机组论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第3期论文;