摘要：随着间接空冷系统在我国北方大型火力燃煤发电厂的广泛应用，间接空冷机组在北方冬季应用中普遍存在散热器冻结问题，直接给发电企业带来了严重经济损失，为使该问题得到解决，注重北方发电厂间接空冷系统冬季防冻的分析，有利于提升北方采用间接空冷系统的发电厂整体安全稳定生产，提高空冷机组冬季供电的稳定性。本文论述了间接空冷机组防冻预暖系统的运行措施，对间接空冷机组在北方冬季的安全、可靠运行具有较强的参考价值。
关键词：间接空冷系统；循环水；防冻
1.间接空冷系统的概况
1.1系统简介
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，循环水被空气却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。在空冷塔内设有高位膨胀水箱以保持系统内的压力稳定。在空冷塔底部设有储水箱以存放低负荷或停机时散热器内的冷却水。
但同时哈蒙式见接空冷系统由于采用了表面式凝汽器，所以端差较高，使冷却面积相对加大，初期投资增高，另外冬季运行防冻性能稍差，循环水在冬季低温情况下会发生冻结而损坏散热器的情况。
1.2间接空冷冬天防冻技术必要性分析
由于间接空冷系统庞大的散热面积，管束众多且许多外露无保温设施，百叶窗及管束上的温度监视手段有限，不可能监视每个百叶窗的不同地方及管束上的各处温度，因此间接空冷系统冬季防冻是采用间接空冷系统的发电厂冬季运行安全性的首要问题。
2.影响间接空冷冬季安全运行的因数分析
2.1热负荷的大小
由于供热机组，冬季是供暖季，机组抽汽量大，凝汽器热负荷减小，造成循环水换取的热量少，进而循环水温度低。
2.2散热面积
散热面积大，热量的散发过快，造成循环水的温度下降快。适时合理的控制散热面积（即投退扇段）。
2.3循环水的流速
循环水流速越快，在散热面积及百叶窗开度不变的情况下，热量损失越大。可以通过改变流速的方法，减缓流速，减小热量，保持循环水温度。
2.4百叶窗的开度
百叶窗开度越大，通风量越大，空气从扇段的换热量越多，循环水的温度越低。冬季根据机组负荷对应的背压下，保持合适的百叶窗开度，维持循环水温度。
2.5地理环境
由于电厂的选址地理位置的差异，不同的地域选择不同冬季模式与夏季模式的切换温度。根据本人的运行经验，一般在-15℃时，保持循环水温度不小于30℃。可以防止冷却扇段不被冻坏。
3.间接空冷系统冬季的防冻措施
3.1.1间接空冷循环水系统冲洗前以下测点应装设完整并校验准确：
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；循环水流量；地下储水箱水位、膨胀水箱水位。
3.1.2冷却三角间的密封板安装完毕，冷却三角下部已完全封闭，间冷塔大门已安装完毕。
3.1.3间冷循环水系统冲洗前补充水泵应试运合格，系统各电动阀门传动调试完毕，开关可靠。
3.1.4循环泵启动前各扇区地面以上进回水环形管道不应进水。
3.1.5间冷循环水系统进水冲洗前检查所有冷却三角进出水管膨胀节前装设有可靠地临时堵板。
3.1.6间冷循环水系统进水冲洗前检查所有扇区管道连接法兰螺栓完整，防止系统注水过程中跑水。
3.1.7系统注水前关闭各扇区进出水阀门，开启各扇区冷热水管泄水阀。
3.1.8系统注水时应开启循环水冷热水管手动泄水阀向地下储水箱注水，地下储水箱水位注至正常后及时关闭，防止地下储水箱满水后水从泄水环形管道进入扇区地面以上进回水环形管道造成冻结。
3.1.9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。
3.1.10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。
3.1.11循环水系统注水过程中加强对各扇区出水管道温度以及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。当循环泵启动后可进行各扇区投退的顺控逻辑传动试验以及其它间冷联锁保护逻辑传动试验，同时进行地面以上扇区进、回水环形管道的冲洗。
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3.2采用双速循环水泵
间冷循环水系统采用两台高低速循环水泵，一台定速循环水泵，有助于冬季防冻时可用低速泵，使得循环水流速低，散热相对较慢，保证了循环水的温度。防止间冷扇段及管道阀门由于低温寒冷造成的设备损坏。
3.3增加热负荷
冬天机组由于热负荷增大，抽汽量增大，凝汽器的热负荷减小，造成循环水温度降低。所以应增加凝汽器的热负荷，如回收厂区采暖疏水，抽汽供热的凝结水，使的机组处于高负荷运行，可以适当的尽可能回收机组的各个疏水至凝汽器。
3.4扇段回暖技术
扇段回暖技术，是本人在过去五年间冷冬季防冻过程中总结的经验。是在冬天寒冷的晚上，可以对间冷扇段保持合适背压的情况下，按扇段表面柱温度及扇段进回水温度，一个一个关小扇段百叶窗，最小不小与15°防止由于漏风产生局部过冷，达到扇段退出温度。通过回暖表面柱及扇段进回水温度回升至高值时，恢复至原来开度，维持机组背压。再进行下一个低温扇段回暖工作。这样确保间冷顺利度过冬季气温寒冷的夜晚。
3.5合理的调整百叶窗开度
在寒冷的冬季，运行人员不能进行全部自动投入间冷系统。由于冰雪、风向、气温等影响，运行人员应加强间冷系统各温度测点的监视，根据温度，适时的手动去调整各扇段百叶窗的开度，保持机组背压，维持扇段各个温度合适，防止由于温度过低，造成扇段冬季保护动作自动退出运行及冻坏设备。
3.6适时合理的投退扇段
3.6.1间接空冷系统扇区投退过程中的防冻措施
3.6.1.1扇区投入前以下测点应确认安装完好并校验准确：
3.6.1.2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、扇区冷却柱温度；循环水流量；
3.6.1.3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。
3.6.1.4扇区投入前以下阀门应传动正常：
3.6..5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；
3.6.1.6各扇区百叶窗开关正常并保持同步。
3.6.1.7扇区投入前补充水泵应试运完毕。
3.6.1.8扇区投入前以下保护逻辑应传动完毕动作正常：
3.6.1.9扇区过冷保护；
3.6.1.10扇区百叶窗自动控制闭环逻辑；
3.6.1.11空冷扇区的投入应在机组并网后逐步进行。
3.6.1.12扇区充水前循环水热水温度应大于40℃。
3.6.1.13在冬季条件下，扇区充水时必须保证两台循环泵同时运行；当环境温度低于-10℃时，应保证在三台循环泵同时运行的情况下进行扇区的充水操作。
3.6.1.14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。
3.6.1.15扇区投退过程中应就地专人监视阀门的动作情况，并与集控人员保持通讯畅通。
3.6.1.16扇区充水最危险的情况为：
3.6.1.17扇区泄水时最危险的情况为：
1）扇区进出水阀未关到位而发出关到位信号，程序执行开启泄水阀步序；
2）在开启泄水阀步序中，泄水阀开故障处于半开半关状态，中断泄水程序启动充水程序，充水程序启动后由于泄水阀故障误发出泄水阀已关信号，导致扇区进出水阀开启；
3）针对第一种情况就地操作员应立即手动摇严扇区进出水阀，通知集控停止顺控程序，在确认进出水阀确已关闭的情况下开启泄水阀；
结语：
综上所述，北方间接空冷电厂冬季运行的安全性及经济性一直是电网冬季安全稳定运行的重要因数。对与间接空冷防冻技术的不断探索和研究，分析间冷冬季冷却扇段防冻操作技术及增加热负荷减小热量损失的机理，使的间接空冷电厂顺利度过寒冬，确保电厂安全稳定运行，保持电网调峰能力，确保我国冬季北方地区保电供热有着重要的意义。
参考文献：
[1]丁尔谋.发电厂空冷技术[J].北京：水利电力出版社.1992
[2]刘海军.600MW机组间接空冷系统的防冻与优化[J].华电技术.2011（10）.
[3]梁振明.国内首例600MW机组间接空冷示范工程及技术[J].中国电力.2010（03）.
论文作者:杨少锋1,梁顺2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：扇区论文; 温度论文; 冬季论文; 水箱论文; 百叶窗论文; 机组论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第19期论文;