南方火力發電廠防寒防凍措施

韓峰

（浙江浙能技術研究院有限公司，杭州 310003）

南方火力發電廠防寒防凍措施

韓峰

（浙江浙能技術研究院有限公司，杭州 310003）

根據南方火力發電廠的特點，總結介紹了南方電廠在防寒防凍方面的經驗，系統闡述了南方電廠防寒防凍應急措施及后續的改造措施。

防寒防凍；電伴熱；蒸汽伴熱

0 引言

2016年1 月下旬全國各地迎來35年來同期最強冷空氣，受強冷空氣和寒潮影響，多地區均出現不同程度雨夾雪及大風天氣，電力系統作為最主要的生活保障部門更是嚴陣以待，火力發電廠作為現今國內主要的發電企業更是無比重視此次防寒防凍工作。

電廠熱工儀表管路多為?14mm，?16mm等電廠內最細的管路。不同于較粗的主管道，主管道內介質多為流動的，介質溫度比較高。儀表管路內部介質多為水，正常情況下溫度較低。作為儀表的傳壓管路內部介質基本為不流通的狀態，這一特性也決定了在嚴寒天氣到來時，熱工儀表管路容易發生凍結情況，造成電廠內部分信號測量失準或者錯誤。熱工測量參數的失準對于現代智能化的電廠極其不利于安全穩定運行，部分重要信號的失去或者誤動作可能造成電廠無法估量的損失。所以電廠熱工儀表管路在冬季如何防寒防凍應該引起足夠的重視，熱工儀表管路伴熱保溫作為最重要的防寒防凍措施是非常必要的。

1 南、北電廠設計情況比對

北方電廠在設計整套生產系統時，考慮的環境溫度非常低：年平均最低氣溫、極端最低氣溫一般應在-40～-30℃，鍋爐、汽機房多為全封閉結構，內部如北方的居民用房一樣都設有保暖設備或者暖氣加熱設備，整個冬季從11月至次年的3月，都有正常的供暖。對于北方電廠來說，從設計之初到整個生產期間，年年都存在著防寒防凍問題，長年累月電廠積累了豐富的經驗，同時由于設備最初的設計考慮到防凍問題，所以對于北方電廠來說，突然的降溫并不會帶來很大的影響。

南方電廠所處位置冬季環境氣溫多在0℃以上，在設計整套生產設備時，考慮的環境溫度較低：年平均最低氣溫、極端最低氣溫一般應在-10℃左右。南方一般很少發生零下極低溫情況，所以電廠生產系統設計時并不會按照溫度特別低的情況設計保溫伴熱系統。南方電廠內鍋爐房多采用露天布置，主管路、爐膛管壁、煙道等保溫隔熱處理，防止熱量過多損失。對于這些主設備管路，由于管徑較粗，內部介質在流動，良好的保溫隔熱措施，強冷空氣和寒潮也不會對主設備有過于嚴重的影響，但儀表管路卻截然相反。部分熱工儀表管路雖然設計有保溫、伴熱等防寒防凍措施，但由于設計的防護溫度在零下10℃左右，當寒潮來臨時嚴重超過了設計溫度。例如：在2016年寒潮來臨時，浙江省天氣預報溫度最低達到-9℃，雖在設計溫度范圍內，但實際浙江省沿海部分電廠鍋爐頂層由于所處位置較高、風力等因素影響，氣溫已達到-20℃左右，超過了設計情況。對于此種特殊寒潮天氣，雖然持續的時間較短，但是對于電廠來說影響卻很大，如應對不急，很可能造成設備損壞、機組停運等事故。南方雖說多年來呈現溫度上升趨勢，但是處于位置較高或者迎風面的設備，仍面臨著冬季部分區域氣溫過低的影響，對此部分區域設備在設計時應考慮應對極低溫情況，提高防寒防凍措施等級。對重點區域進行設計或改造抗寒措施時，所對應的溫度應當比當地極端最低氣溫低10℃以上。

2 南方電廠常見問題

（1）儀表管路未安裝有保溫伴熱裝置。此問題常出現在外圍、脫硫、脫硝設備區域，或者改造后的設備區域。

（2）安裝有保溫保護箱、伴熱帶等，但由于施工不合格造成儀表管路凍結。此種情況多是由于就地保溫不完全、未按照伴熱廠家規范執行等造成。例如儀表管路穿過格柵板等位置時未進行保溫或者儀表管路拐彎、一次閥等處未完全保溫。

（3）安裝有保溫保護箱、伴熱帶，但伴熱設備損壞或者伴熱效果不好。南方電廠伴熱效果不好多是由于設計時未考慮到實際溫度情況過低。

（4）在低溫情況下，測量儀表、閥門等設備出現異常：壓力變送器由于內充液為普通硅油而出現測量失準或者損壞情況，針型閥由于材料問題出現凍裂情況等。

3 防寒防凍應急措施

對于停運的機組或設備，應疏水排空所有測量儀表的管道。測量儀表管路內部不流通，同時停運的機組或者設備，相關儀表不需要監測時可采取臨時排空管路，防止管路結凍。針對寒潮來臨時，部分保溫柜內溫度過低的情況，可視情況加裝伴熱貼片或者鈉燈、碘鎢燈等電加熱設備以保證保溫柜溫度正常。

作為一種有機質和營養元素較為豐富的材料，農作物秸稈一直是土壤中養分和有機質的來源之一。在試驗過程中，秸稈覆蓋還田一年之后，土壤中的有機質、全氮以及全磷等營養成分都有著不同程度的增加。在此基礎上，秸稈覆蓋還可以更好的提升土壤中酶的活性，使土壤中有理的微生物數量增加，為作物提供更加優質的生長條件。

南方電廠很多壓力表管路并未設計有伴熱保溫措施，在極端天氣時可關閉一次閥，臨時拆除壓力表，疏水放空儀表管路。部分重要的測點，由于處于迎風面造成管路溫度過低，為了防止管路結凍，可臨時采用腳手架的結構，用塑料皮搭設一個沿著儀表管路的狹長的防風保溫房，起到擋風和保暖的作用。針對外圍或者非重要測點的低溫低壓儀表管路，在溫度不是非常低或者非迎風面的情況下，可考慮微開排污閥進行防凍，以慢滴為好。

在進行搶修的過程中，可臨時在凍結的管路上密集纏繞伴熱電纜、電熱毯等進行臨時加熱，對于儀表管路快速解凍非常有效。

強制撤出相關測量信號，或者關閉氣源或者電源，防止閥門或者信號誤動。例如爐頂電磁泄壓閥很多都是就地安裝帶有壓力測點的控制裝置，壓力測點如未進行保溫伴熱，在寒潮來臨時很容易造成儀表管路凍結，引起電磁泄壓閥誤動，可采用臨時關閉電磁泄壓閥氣源等措施避免閥門誤動。

4 防寒防凍改造措施

可針對電廠各個區域的不同特點確定伴熱和保溫方式或者采取其他保溫措施。

例如氨區區域，建議采取熱水伴熱，或者改造成房子但應加強通風、采暖以解決溫度低的問題；測點管路迎風面可搭設固定的遮擋防風設施；汽機房內靠近門口、格柵、窗戶附近等測點管路應加裝保溫裝置，同時冬天應確保汽機房內封閉情況良好；溫度較高的主管道附近可采用自伴熱方式，縮短引壓管，保溫柜就近布置。

伴熱方式的選擇：保溫伴熱按照熱源的形式不同分為熱水伴熱、蒸汽伴熱、電伴熱，最近也有文獻提出自伴熱方式。由于熱水伴熱和蒸汽伴熱散熱量不易控制，溫度不易控制，利用效率處于較低水平。電廠中需要伴熱的管道多為儀表管線，線路復雜且儀表管線很長，蒸汽、熱水伴熱管道經常會出現“跑、冒、滴、漏”現象，每年冬季電廠都不得不在保溫、維護管線上花費大量的人力、物力來確保蒸汽、熱水伴熱裝置、管線的正常運行。采用電伴熱雖然一次性投資較高，但運行費用卻有較大降低，經濟效益非常顯著［1］。對于南方電廠來說，每年氣溫零下的天數雖然相對較少，但是采用電伴熱方式相對于蒸汽、熱水伴熱啟停更為快捷方便，維護量較小，施工簡便，所以南方電廠應選擇電伴熱方式為主，對于需要防爆的區域等應使用熱水、蒸汽伴熱方式或者采用防爆型電伴熱帶。

電廠對現場儀表管路伴熱溫度控制精度要求不高，控制溫度的數值一般也比較低，建議采用自限溫電伴熱帶；重要的測點例如主給水流量、主蒸汽壓力、減溫水流量等建議采用抗高溫型電伴熱帶。

為了保證冷凝罐液位正常，設置了部分液位測點，但冷凝罐處無保溫，伴熱管線應正常敷設，在進入冬季時可搭設防風、防護設施。

例如：鍋爐汽包液位、壓力等重要測點應安裝有防護小室，保溫防護小室應將測量筒、冷凝罐、排污閥、變送器保溫保護柜等包括在內。

儀用空氣系統應安排定期排水，及時排除空壓機出口母管、儀用儲氣罐、儀用氣管道中的積水，冬天加強過濾減壓閥日常巡檢、排污。容易結凍的儀用空氣管路也可加裝電伴熱。

防寒防凍熱工儀表設備的改造選型原則：在嚴寒地域室外一般以非需伴熱儀表為優先選用原則，在設計中通過選擇合適的儀表型式，盡量減少伴熱，節約能源，降低能耗［2］。

（1）壓力變送器盡量應選用低溫型變送器。

（2）在寒冷地區流量檢測應盡量選用非介質引出型的，如電磁、質量、渦街、超聲波等類型［2］。

（3）液位變送器可選擇投入式、超聲波等液位計，避免差壓式液位計裝在槽罐外受冰凍影響。

（4）基地式的氣動門的壓力測量管路如無伴熱裝置，應改為定位器或者電動門等進行控制，防止由于儀表管路受凍后可能導致氣動門誤動情況發生。

（5）控制閥門的材質不宜選用鑄鐵，其配套的電磁閥等附件也要選擇低溫型的［2］。

5 結束語

本文通過對比南方電廠和北方電廠的區別，闡述了南方電廠在基建設計階段應對重點區域提高抗寒防凍的溫度等級，同時總結了南方電廠防寒防凍應急措施及后續的改造措施。

［1］江山，沙亦強.火電廠蒸汽伴熱與電伴熱方案的技術經濟比較［J］.中國電力，2001，34（8）：7-9.

［2］劉歡.寒冷地區儀表設計［J］.廣州化工，2014（17）：165-167.

（本文責編：齊琳）

TM 621

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1674-1951（2016）11-0048-02

韓峰（1981—），男，吉林吉林人，工程師，從事電廠熱工技術管理方面的工作（E-mail：hanfeng＠landideal.com）。

2016-07-04；

2016-09-10