内蒙古岱海发电有限责任公司，内蒙古 乌兰察布 013700
摘要：通过岱海电厂二期工程2*660MW直接空冷机组空冷系统逆流区防冻功能启动后对凝结水过冷度的影响，并结合空冷系统凝结水过冷度变化趋势特性进行了分析。阐述了直接空冷防冻功能长时间启动时，凝结水过冷度增大的原因及可能造成的危害，提出了预防和处理直接空冷系统凝结水过冷度大的措施和方法，对国产660MW相同机组存在的问题具有借鉴意义。
关键词：直接空冷系统；凝结水过冷度；增大；逆流区防冻功能；分析；措施
一、概述
岱海电厂二期机组真空系统采用直接空冷系统，空冷凝汽器（ACC）通过向大气释放热量对汽机排汽或汽机旁路的减温过热蒸汽进行冷凝。
空冷凝汽器由“A”屋顶型翅片管排构成，管束从顶部到底部被三角形结构支撑（A型框架）。每组管排包含8个模块（6个顺流模块和2个逆流模块）。每个模块由12个翅片管束构成，每个管束包含36根管道。下方布置的轴流风机迫使冷却空气流过翅片，蒸汽通过2组大孔径管道流入凝汽器。
蒸汽在管道内下行的过程中已经被部分冷凝。凝结水和非冷凝蒸汽通过"A"型屋顶结构底部的大尺寸蒸汽／凝结水联箱收集。大约80％的蒸汽通过顺流管束冷凝（蒸汽和凝结水自上而下同向流动），大约20％剩余蒸汽通过与蒸汽／凝结水联箱的底部连接的逆流冷凝管束，蒸汽通过逆向流动冷凝，即：剩余蒸汽和不可冷凝的气体向上流动，而凝结水向下流入蒸汽／凝结水联箱。通过这种方式，凝结水总能从蒸汽获得热能，避免发生过冷现象。
如图一所示，不可冷凝的气体在逆流冷凝管束顶部附近汇集，被吸入逆流冷凝管束顶部布置的空气集管内。这些集管与抽真空系统相连，以便从空冷凝汽器内抽走不可冷凝的气体。
二、逆流防冻功能对凝结水过冷度的影响探讨
1.逆流风机停运或反转时凝结水过冷度的变化趋势
空冷机组考虑到冬季防冻问题，设计了逆流防冻功能，当环境温度低且抽真空管壁温度低及凝结水回水温度低时，可将逆流风机停运直至反转。逆流风机的长时间停运以及反转对凝结水过冷度是否会造成一些负面影响呢，以下对我厂空冷机组运行过程中的一次凝结水过冷度降低事件为例进行分析。
时间：2017年11月19日
运行工况：负荷660MW、背压：8KPa。逆流区空冷风机一直处于停运状态
现象：第六、七列抽气管壁温度最低下降至1℃左右，提高背压设定值至10KPa，手动反转三、七排风机2小时左右，温度始终起不来。凝结水温度最低至40.4℃，排汽温度最高达52.4℃，凝结水过冷度最大至11℃，导致凝结水溶氧达150ppb，顺流区空冷风机频率由30HZ加至50Hz，背压升至11KPa。
采取措施：停止第六、七列3、7排空冷风机反转功能，并将其他各列3、7排风机投入自动后启动正转功能，启动一台备用真空泵，第六、七列抽空气管壁温度快速回升，各列运行风机频率下降至30Hz，背压也随之降低到8KPa，排汽温度下降至46℃，凝结水温度回升至45℃，过冷度减小。
通过这个事件，我们可以大胆猜测，空冷系统逆流区空冷风机长时间停运或者反转在一定程度上会造成凝结水过冷度的增大。
2.逆流防冻功能启动造成凝结水过冷度增大的原因分析
我们可以分析一些空冷系统的结构，蒸汽进入空冷岛以后由上至下流动，而空冷风机转动产生的风是由下至上吹，对蒸汽进行冷却，在逆流区，蒸汽的走向为从下至上流动，当我们逆流区风机正转的时候蒸汽向上可以把不凝结的冷空气不断往上抬升，真空相对比较容易抽起来。蒸汽中夹杂的不凝结气体不断汇集到逆流管束的顶部，被真空泵抽走。
而当考虑到冬季防冻时，我们一般将逆流区风机停运甚至反转，当逆流区风机停运时，逆流区蒸汽向上运动的能力减弱，逆流区几乎没有蒸汽进入，这势必造成逆流区冷空气的积聚，同时其他顺流区产生的不凝结气体也无法进入到逆流区抽空气管道，形成气塞，导致部分抽气管内气体不流通，管壁温度持续下降且长时间不能回升。当你投入逆流区风机反转功能的时候，风往下吹，蒸汽往上走的能力更弱，故逆流排的冷空气更难抽走，且越积越多，势必造成抽空气管道管壁温度进一步降低，进而造成凝结水过冷度的增大。
从另一个方面来说，逆流区的风机反转还会带来一些联锁反应，由于逆流风机反转造成冷空气的积聚，空冷系统真空会有一定程度的下降，此时其他顺流风机频率必然会自动增大来维持设定的背压，在这种情况之下，蒸汽相当于被过冷了，凝结水过冷度也会随之进一步增大。
还有一种情况是当逆流区相邻的顺流排风机停运的时候，启动逆流排风机反转，此时由于逆流区周围热风较少，启动风机反转时吹的是冷风，不能起到反转回暖的作用，反而有可能造成抽气温度的进一步降低。
三、空冷系统逆流区防冻功能运行中防止凝结水过冷度大的应对措施
1.逆流区风机尽量减少长时间停运和反转，并且在负荷较高和环境温度并不很低的情况下，最好不采用反转功能。根据运行经验，一般负荷在350MW以上一般不回出现冻结的可能，如果出现局部温度低的情况，可将该区域风机停运，观察效果。
2.当逆流区相邻顺流区风机停运时，尽量不要投入逆流区反转回暖功能。因为逆流区相临近的顺流区空冷风机停运时，逆流区附近的热量并不多，反转时很难达到回暖的效果。
3.当发现个别抽气管道管壁温度持续较低时，则有可能是抽气管内不凝结气体阻塞所致，可试启一台备用真空泵，抽出管道内积存的不凝结气体。真空泵启动后可根据电流判断是否出力。
4.冬季环境温度低时，尽量采用提高机组背压的方法防冻，而不是反转逆流风机。如果出现逆流区温度低，有冻结的可能应先用停运逆流风机的方法观察效果，最后再使用反转功能，且反转一定时间后要停止反转功能，避免长时间反转可能对过冷度的影响。
5.发电公司每年应定期组织空冷系统查漏，定期进行真空严密性实验，根据实验数据采取相应措施。
四、结束语
通过以上的分析，我们认为直接空冷系统中逆流区空冷风机进行长时间反转时，在一定程度上会造成凝结水过冷度的增大，由于我厂二期直接空冷机组运行的时间不长，对于空冷防冻的经验很不足，尤其对空冷系统运行方式对凝结水过冷度的影响仅处于探索阶段，同时对逆流区防冻功能的理解还有待于进一步的研究和提高，需要积累更多的运行经验，总结出更多的解决措施。
论文作者:张亮
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第02期
论文发表时间:2019/6/17
标签：逆流论文; 凝结水论文; 过冷论文; 风机论文; 蒸汽论文; 功能论文; 温度论文; 《当代电力文化》2019年第02期论文;