摘要：近些年我国经济发展十分迅速，空冷机组冬季运行成为人们关注的事情。燃煤发电厂使用大量的燃料和大量的水。水是制约水资源短缺的主要因素。电厂在“富煤少水”或在干旱地区。某电厂位于极寒地区，冬季最低温度可达到-35.5℃，空冷系统为新建300MW汽轮机配套项目。因所处地区冬季环境温度低，需严密监视空冷系统运行状态，防止管束出现冻裂现象。
关键词：空冷机组;冬季运行;防冻措施
引言
空冷是西部缺水区域火电机组主要冷却方式，因西部区域冬季环境低，经常发生空冷单元结冰甚至管束冻裂现象。本文针极寒地区某电厂空冷机组冬季运行的情况，对现场进行部分改造，增长设备运行周期，保证机组冬季运行稳定。
1空冷机组冬季运行注意事项
空冷系统冬季运行主要监控凝结水温度，排汽温度、排汽压力等参数，在此基础上及时调整轴流风机频率，控制参数在规定以上，具体如下：
①环境温度低于-2℃空冷岛进入冬季运行期，并设专人对空冷岛散热器各部进行就地温度实测。②在开放式运行情况下，必须提前了解和监测环境气象条件的变化。冬季尽量在白天开始和停止。③在任何情况下，空冷岛平台门在关闭位置。空冷岛凝结水回水总管回水门始终保持在全开状态。④冬季空冷岛正常运行期间，机组背压保持在25～30kPa，两台真空泵运行。当环境温度低于10℃时，任何10kPa单位的情况都不允许后退。⑤凝结水过冷是指汽轮机压力和每列的冷凝水温度下的饱和温度之间的差异。在冬季霜冻期间为了安全监测指标，严禁低于6℃，冷凝温度在35℃以上。⑥冬季天气凉爽时，或大风天气情况下，操作人员应适当增加负荷或改善运行背压。引发热量分布束冻坏事故。⑦冬季在空冷岛运行期间，及时做好巡检记录，投入各列散热器表面最低温度和凝结水下联箱外表面最低温度低于0℃时，汇报相关领导。
2空冷机组防冻措施
2.1减少翅片散热量
空冷岛设计有最小防冻流量，就是确保在此蒸汽流量下翅片不冻结。冬季为电网用电低谷季节，电负荷较低，但热负荷却较大，为了保证供热温度满足要求，必须提高机组抽汽量，导致进入空冷岛的蒸汽量小于最小防冻流量。为此，可以通过减少空冷凝汽器散热量，集中凝汽器热量提高防冻能力。一方面采用降低空冷风机频率或者停运风机，甚至反转逆流区域的风机，使顺流凝汽器出口热风再次流入逆流凝汽器空气入口，通过气流回暖措施预防冰冻。处于风口的空冷凝汽器，可在冷却单元小室的风机风筒中加盖棉帘、敷设挡风板或设置卷帘减少冷空气的进入。另一方面可以通过隔离空冷岛某些列，将热量集中在投运的凝汽器。在风机全部停止仍无法保证空冷岛运行安全时，就要考虑逐渐对空冷岛凝汽器进行隔离。按照先远后近原则，优先隔离最两侧凝汽器60列或50列，并要求先隔离处于风口侧的凝汽器，后隔离背风侧，或同时对两列进行隔离。但因注意隔离应彻底，进汽阀、凝结水阀、抽真空阀应关闭严密。隔离后应确保管束不进汽，轻微的进汽对翅片危害是巨大的，会引起管束冻结破裂。隔离后，应及时对下侧的凝结水箱进行放空操作，排尽凝结水箱中积存的水，防止管道冻裂。该厂凝结水管道设计初期未加装放水门，导致隔离后凝结水集箱发生冻结膨胀，保温包裹的凝结水管道冻结开裂未及时发现，投运中因化冰导致空气从管道裂缝漏入，机组掉真空，及时采取措施才未引起事故。因此，空冷凝汽器隔离后，应对其进行检查，做好备用。需要注意的是，凝结水管道放空操作后，空气的进入会对翅片形成一定腐蚀，建议条件许可时进行惰性气体保护或再次抽真空后隔绝，减少翅片内部腐蚀。
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2.2停机期间空冷岛防冻措施
①停机过程中，应将出口自动回压控制，手动风机转速降低，保持塔内冷凝液温度在50℃以上。抽空气温度35℃以上，当各列空冷风机停止运行仍无法维持时，根据背压情况，解列一列空冷运行单元，风机解列时停机顺序为A/C/B，风机全部停止后，方能关闭排汽管道电动门。②汽机打闸前，关闭所有至排汽装置的疏水门，将轴封供汽系统、辅助蒸汽系统疏水排大气，禁止排汽装置进热水、热汽。检查空冷岛凝结水回水总管放水门在全开状态。③汽轮机打闸后立即停止所有空冷风机机运行。④汽轮机转速降至500rpm，开启真空破坏门，真空到零后，立即切除轴封供汽。⑤停机后应监视排汽温度变化及真空破坏门冒汽情况，若排汽室温度升高或真空破坏门冒汽，应启动凝结水泵，查明原因并消除。
2.3提高真空严密性
避免逆流管束中大量聚集不可凝气体。当真空系统泄露的空气量与抽真空系统的容量失衡时，便出现不可凝气体的聚集，造成冷却能力下降，导致管束流道堵塞，形成“气塞”，容易导致管束冻结。应定期做空冷岛的真空严密性试验，确保真空系统维持稳定。一般真空下降≤100Pa/min为合格，真空下降不合格时，应对整个空冷系统进行排查及时发现泄漏点。通过多启动1台真空泵运行的方法，可及时抽走系统中的不凝结气体，提高蒸汽流动速度。抽真空能力提升后，各列抽汽口处温度明显改善，逆流区域温度明显上升。另外，通过监视真空泵电流也可以及时发现真空是否良好，电流的明显上升说明真空系统存在泄漏，应及时查找消除。
2.4低负荷时空冷岛防冻措施
①正常运行时，要及时调节空气冷却风扇转速，使每列散热器底部的配套水箱水温在50℃以上，并使塔体冷凝度过冷。小于6℃，抽空气温度35℃以上。②空冷散热器柱运行任何出血点温度低于30℃，停止柱流风机运行，10分钟后，如果出血点温度继续下降，开始 目前风机反转，当温度上升到35℃，停止流风机反转。在电流风机反转时，该塔和相邻列分流器应保持在运行状态。③在冬季空冷岛运行过程中，每两小时测量散热器表面和凝结水的表面温度，并做好检查记录。并记录每个散热器的温度值。发现散热器表面每列最低温度低于40℃，报告设置控制人员。降低风扇转速或顶风扇运转。值班报告，增加负荷，适当提高机组背压。
2.5控制过冷度
凝结水过冷度一般定义为凝汽器压力下的饱和温度与凝结水温度的差值。直接空冷机组凝结水过冷度不同于湿冷机组，空冷机组过冷度一般是排汽管道压力对应的饱和温度与空冷岛凝结水总管温度的差值。过冷度大，说明凝结水有过冷现象，有冰冻可能。经现场检查，过冷度大于10℃，可以就地听到翅片管中结冰颗粒快速滑过翅片的声音，凝结水集箱中有冰与管道中凝结水撞击的异音，此时应提高机组背压，降低过冷度，防止结冰。一般控制过冷度在3～5℃之间。
结语
综上所述空冷系统冬季防冻问题，在空冷系统运行中一直存在。根据上诉措施，机组运行未出现冻冰现象。在以后的工作中，要根据现场情况不断完善系统及操作规范，减少设备故障停机次数，增加设备使用寿命，提高企业效益。
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论文作者:房世杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
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