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摘要：影响空冷系统冬季安全运行的主要因素之一是散热器冷凝管道结冰堵塞，甚至冻裂管道。因此，本文从空冷系统配置、运行等方面考虑，提出表凝式间接空冷系统冬季防冻的措施和建议。
关键词：表凝式间接空冷；安全运行；防冻
表凝式间接空冷系统采用温度较低的循环冷却水作为中间介质完成汽轮机排汽与空气的热交换：循环冷却水在表面式凝汽器中将汽轮机排汽热量带出，通过空冷散热器将热量最终排往大气。循环冷却水采用自然冷却塔的冷却方式，空冷散热器以垂直环形布置在自然冷却塔底部的进风口，暴露在大气环境中。由于冷却塔的进风为自然进风状态，当热负荷确定的条件下，其冷却能力直接取决于环境空气干球温度。在冬季低温状态下，散热器翅片管内的循环冷却水过冷度增大。若气温继续下降，散热器翅片管内的循环水产生较大过冷，由于自然冷却塔进口的庞大面积冷却器暴露在大气中，即使采用了进风口百叶窗控制进风量，在自然冷却塔自身热动力抬升作用下，也难以抵御极端气候条件下犀利的寒风侵入，最终可能会使翅片管管束内部被冰块堵塞，使散热器翅片管变形或冻裂，造成永久性损害。
一、防冻措施
1.百叶窗控制措施
为了避免在冬季出现任何冻结，间接空冷系统可根据环境温度调节控制百叶窗开启度调节进风量进行防冻。当循环水回水温度降低到某一设定值时，自动控制百叶窗开度，减少进入冷却塔的空气流通量，从而调节循环冷却水的出口温度。此回水温度定值以保证汽轮机各工况运行的安全性、经济性，控制凝结水过冷度值为前提条件，可以根据冬季运行实际情况调整确定。
以宁夏某电厂为例，冬季来临之前制订了相应的措施来保证机组冬季的安全运行。从10月15日至来年4月15日，每周三14：00进行百叶窗同步校验的定期工作，如果遇到下雪天气，增加同步校验次数，防止百叶窗积雪卡涩。百叶窗同步校验方法如下：
1）解除某扇区百叶窗控制自动；
2）记录百叶窗当前开度以及扇区出水温度；
① 全关百叶窗，检查扇区各百叶窗开度应全部为关闭状态，画面按“百叶窗关闭”信号发；
② 开启扇区百叶窗至原来开度，检查各百叶窗开度一致；
③ 投入百叶窗控制自动；
④ 调整控制设定值。
如发现不同步的现象及时记录缺陷，联系热控人员或机务人员处理。
3）冬季运行中严密监视百叶窗的自动跟踪情况，禁止随意解除百叶窗自动。
4）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：
5）在百叶窗投自动时，如果扇区出水温度低于以上要求时，要将百叶窗解除自动，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。
6）如果通过调整百叶窗，扇区出水温度仍达不到以上标准，申请增加机组负荷。
7）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，保证扇区出水温度符合上表要求。
冬季电厂所处地理位置主导风向为西南风，因此要特别注意#10、#1、#2扇区出水温度，及时关小扇区百叶窗。
2.扇区投退调整
在特别寒冷季节，由于环境温度极低，通过自动控制可切断部分冷却单元，减少散热器的冷却面积。因此，在工程设计中，将布置在冷却塔底部四周的空冷散热器划分为若干段，根据环境气温情况，可关闭部分冷却扇段的进出水阀门，并将部分散热器内的循环水放空，使其退出运行，从而实现冬季防冻目的。
1）冬季工况下，空冷扇区的投入应在机组并网后逐步进行。
2）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。
3）冬季工况下，扇区充水前循环水热水温度应大于40℃。
4）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。
6）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。
6）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。
7）冬季工况下进行扇区充排水操作应使用顺控操作，但就地必须设有专人监视阀门动作情况。
8）冬季扇区的充泄水操作发电部主管副部长以及汽机专业主管必须到场升级监护。
9）当环境温度低于-5℃时，选择两相邻扇区泄水备用，以提高循环水流速。
10）正常运行中如果某一扇区退出运行，其两侧扇区靠近退出扇区侧的百叶窗应通过偏置设置适当关小，防止冷风造成扇区边部冷却三角局部过冷。
11）如果存在泄漏冷却三角需在冷却三角膨胀节处加装堵板隔离，设备部点检应做好检修交代，并将加堵板的准确位置（膨胀节名称及KKS编码）详细记录在值长、机组长日志中。
12）正常运行中如果有扇区检修退出，必须打开扇区进水门后、出水门前检漏一二次门，防止管道内积水结冰。如果一直有水流出汇报专业，联系维护人员处理内漏阀门。
3.循环水泵运行方式调整措施
循环水泵的启停以及变频调节应结合扇区的投退进行，调整以保证空冷不冻结的前提下达到最佳真空运行。
4.对空冷系统易冻部位可进行防冻及保温保护
如每个冷却三角的排空气管设有保温层。
5.采用防冻的自动控制
随着控制水平的提高，自动控制对空冷系统的防冻保护控制是一种非常有效的手段。如对凝结水温的控制，由于各冷却扇段冷却程度不同其内水温可能有很大差异，当某一个冷却三角扇段的水温降到某一设定值时，关闭百叶窗，直至凝结水温度回升等。
6.及时巡检维修
在冬季到来前，对散热器三角框架进行认真检查，对漏风部位应及时封堵，防止漏风部位冷却水管道冻结。
1）冬季交接班时必须对扇区排气立管电伴热投入情况进行检查，发现异常及时联系维护人员处理并在机组长日志中做好记录。
2）冬季每班至少对各扇区使用红外成像仪检查一次，判断是否存在冻结的管束或温度明显偏低的部位。如果存在以上现象及时汇报机组长，将对应百叶窗关小。
3）大风天气还要对百叶窗是否挂有杂物进行检查，防止杂物将百叶窗卡涩。
4）如果发生扇区某些管束冻结情况，应将对应冷却三角百叶窗关闭，使用棉门帘覆盖，同时提高扇区整体出水温度，利用相邻冷却三角散发的热量进行解冻。
冬季每班选择温度较低的时段对各扇区冷却三角出水口膨胀节处进行点温枪测温，对每个百叶窗执行机构控制的两组冷却三角进行红外测温。并做好记录。
7.在机组冬季运行时应特别注意防冻运行措施，
如：入冬前需对系统进行防冻检查：如百叶窗、阀门是否有卡涩现象；阀门、管道等接头是否有渗漏；检查百叶窗是否同步开启、关闭；防冻控制系统是否正常等，如有不正常现象，应及时检修或退出服务；
严格保持循环水系统的水循环，不能发生断流事故，如果循环水泵事故停运，需要立即放空循环水系统内的水，以防止水侧停滞而结冰；
及时检修管路上隔离阀，需确保系统具有冬季散热器快速排水的能力。
8.事故情况下空冷防冻措施
1）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。
2）机组跳闸短时间内无法恢复时，要有专人监视扇区出水温度，并立即就地进行扇区排水操作。
二、结语
根据调研，加强管理对间接空冷系统冬季防冻至关重要，根据我国山西某采用间接空冷系统电厂的冬季运行经验，在冬季寒冷季节采取强化管理、责任到人、加强对水温的检测等措施后，从近几年冬季运行情况来看，再未发生散热器冻结而影响机组运行的状况发生。
参考文献：
[1]李彦军等.宁夏京能宁东发电有限责任公司间接空冷系统防冻措施
论文作者:王彦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/17
标签：百叶窗论文; 扇区论文; 冬季论文; 温度论文; 散热器论文; 机组论文; 冷却塔论文; 《电力设备》2017年第32期论文;