寒冬季節中對空冷島的熱態沖洗

2014-12-11 00:33:42張海豐李天鵬申煥

電站輔機 2014年1期

張海豐，李天鵬，申煥

（東北電力科學研究院有限公司，遼寧沈陽 110179）

0 概述

電廠直接空冷系統由于具有節水的優點，因此在缺水的地區得到了大量的應用［1］。新建電廠的直接空冷系統在調試過程中需要進行熱態沖洗，但在我國北部地區，冬季的環境溫度比較低，所以，對空冷系統的熱態沖洗就存在一個防凍的問題。如果沖洗時防凍措施做不好，很有可能導致空冷島的散熱管出現大面積的冰凍并堵塞管道，嚴重時可能引發散熱管變形、凍裂等現象。某電廠2號機組在冬季工況下進行了空冷島的熱態沖洗，沖洗前針對防凍問題采取了一些措施。經過實際應用，防凍效果非常好。

1 沖洗流程

某新建電廠地處我國北部地區，該地區冬季的環境溫度通常為零下30℃左右。該電廠汽輪機為超高壓、高溫、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、雙抽凝汽式汽輪機?？绽湎到y為150MW的直接空冷機組。直接空冷機組主要由排汽管道系統、空冷凝汽器系統、抽真空系統、凝結水系統和空冷凝汽器沖洗系統等組成。

熱態沖洗是采用蒸汽及凝結水對空冷島進行熱態沖洗，將鍋爐來的蒸汽經過高、低壓旁路管道引入空冷凝汽器，對管道和換熱管束進行蒸汽及凝結水的熱態沖洗，并將沖洗的污垢從系統中清除。進行清洗的部件包括：排汽主管道、汽平衡管道、排汽支管、蒸汽分配管、蒸汽分配聯箱、凝汽器散熱管束、凝結水收集聯箱、凝結水管道等組件。

2 熱態沖洗的前期準備

在空冷島的熱態沖洗過程中，從空冷島來的凝結水雜質非常多，如果直接回收，一方面會污染凝結水箱，另一方面極容易堵塞凝結水泵入口濾網［2］，因此，空冷島熱態沖洗的凝結水不能直接進行回收，需要安裝臨時的沖洗管道和水箱對熱態沖洗的凝結水進行收集和處理。該機組空冷島的熱態沖洗系統，如圖1所示。

3 熱態沖洗的防凍措施

當該機組進行空冷島熱態沖洗時，環境溫度較低，當時的環境氣溫為零下30℃左右。為了防止空冷系統出現冰凍現象，采取了一些防凍措施。

3.1 確保入口蒸汽蝶閥關閉嚴密

在空冷島熱態沖洗過程中，沖洗列的進汽蝶閥被打開，關閉其他列的進汽蝶閥。如果進汽蝶閥關閉不嚴密，將會有少量蒸汽進入該列。在環境溫度極低時，進入隔離列的少量蒸汽會很快凝結后冰凍。因此，必須確保入口蒸汽蝶閥關閉嚴密。

3.2 控制臨時水箱的注水時間

如果過早對臨時水箱進行注水，水箱內的水有可能被冰凍，嚴重時可能凍裂水箱。應在空冷島沖洗前2小時開始注水，注水結束后并確保有少量溢流和補水的流動，防止沖洗水的冰凍。

3.3 確保隨時投入備用真空泵

該機組為2臺真空泵，1臺運行，1臺備用。預抽真空時，可以啟動2臺真空泵，當真空度為正常值后，必須停運1臺并投入備用。由于環境溫度很低，真空泵抽出的都是較冷的空氣，導致真空泵入口管道的溫度較低。當空冷島開始進汽時，很容易導致真空泵入口的濾網結冰并堵塞管道，所以，須確保有備用真空泵能投入運行。密切關注系統的真空度，一旦真空度無法維持，應緊急切換至備用真空泵，并及時對已堵塞的入口濾網進行處理。

3.4 縮短從進汽到滿足最小蒸汽流量的時間

當空冷島開始進汽時，有一個蒸汽與空氣進行置換的過程。如果蒸汽流量增加太快，系統真空度就會劇變，所以，應該緩慢增加蒸汽的流量。如果蒸汽流量增加過慢，則有產生冰凍的可能。在實際操作過程中，首先應將真空度盡可能地抽得高些，然后在真空度能接受的情況下快速增加蒸汽流量。開始進汽到滿足最小蒸汽流量的時間應控制在2h之內。

3.5 盡可能增加空冷島進汽量

在空冷島熱態沖洗過程中，不回收沖洗后的凝結水，所以鍋爐需要凝結水補水泵連續補水。凝結水補水泵的補充水量是有限的，因此鍋爐通過旁路向空冷島進汽量也需要得到控制。為了防止空冷島進汽量過少產生凝結水過冷或冰凍，需要將凝結水補水泵的補水量達到最大化。

3.6 確保進汽列所有風機頻率相同

一般情況下，對空冷島熱態沖洗都是逐個切換進汽列的風機頻率，目的是增加高頻率風機處冷卻管道的進汽量，使該處管道沖洗效果更好［3］。如1號風機高頻率運行，同列的其他風機低頻率運行；30 min后，2號風機高頻率運行，同列的其他風機低頻率運行；其他風機的運行以此類推。當環境溫度極低時，這樣的操作就易導致低頻率運行風機的冷卻管道凝結水溫度過冷，容易產生冰凍現象。如果沖洗過程中所有風機的運行頻率相同，則可避免這種情況的出現。

4 沖洗過程

2013年01月08日，當日的環境溫度為零下23℃，對空冷島進行了熱態沖洗，其過程如下［4］：

鍋爐點火升溫升壓。啟動真空泵抽真空，讓真空度達到50kPa以上，提高鍋爐蒸汽量至最大化。投入汽輪機高、低壓旁路閥門為自動狀態，隨著鍋爐運行參數的提高，逐漸增加閥門開度，將主汽壓力控制在1.2MPa，再熱壓力控制在0.5MPa，空冷排汽壓力維持在30kPa，控制低壓旁路后的蒸汽溫度為70～80℃。

進行空冷第一列的熱態沖洗，就地檢查該列有無冰凍處，檢查該列所有的六個凝結水溫度均達到60℃。在真空度允許的情況下，快速增加空冷島的蒸汽進汽量，使之超過空冷島防凍的最小進汽量（約為75t／h，依據環境溫度不同而不同）。依據該列的凝結水溫度提升風機的頻率，在保持真空度的同時，維持該列風機較大頻率的運行。該列沖洗2h后，對沖洗水進行取樣和化驗，如不合格則繼續沖洗，直至沖洗水的水質化驗合格。

至2013年01月09日，對空冷島所有列的熱態沖洗均已結束，對沖洗水進行化驗均合格，沖洗后的效果，如表1所示。