330MW循環(huán)流化床直接空冷機組凝汽器在冬季低背壓運行防凍分析

摘 要：針對300MW循環(huán)流化床直接空冷機組冬季運行的問題，在安全運行的情況下，進行低背壓節(jié)能運行，制定了相關的安全運行措施，希望這些經(jīng)驗對大型直接空冷機組冬季安全經(jīng)濟運行有一定的借鑒意義。

關鍵詞：300MW循環(huán)流化床直接空冷機組；低背壓運行；冬季防凍

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.174

1 直接空冷系統(tǒng)的構成及空冷散熱器凍結原因分析

1.1 系統(tǒng)的構成

以內(nèi)蒙古京泰電廠兩臺直接空冷為例，每臺機組設30個冷卻單元，共布置6列空冷器，每列為5個冷卻單元。每列共有1個逆流單元和4個順流單元，單臺空冷凝汽器的總散熱面積為803977 m2。每個空冷凝汽器單元下部安裝一臺直徑約為9.144m的軸流風機，所有風機均采用變頻調(diào)整電機，每臺電動機功率110Kw。空冷管束冷卻元件采用單面覆鋁鋼基管、鋁翅片、單排管結構。汽輪機低壓缸排出的乏汽，經(jīng)由一根直徑為DN5500mm的排汽管道引出廠房外，垂直上升到47.93米高度后，分出6根直徑為DN2600mm的蒸汽分配管，將乏汽引入空冷凝汽器頂部的配汽聯(lián)箱。當乏汽通過配汽聯(lián)箱流經(jīng)空冷凝汽器的翅片管束時，大量的冷空氣被軸流風機（直徑9.14m ，電機功率132kw，調(diào)速范圍20～110﹪額定轉速）吸入，通過翅片管的外部進行表面換熱，使乏汽凝結成水。

1.2 空冷凝汽器的凍結原因分析

凍結原理：在機組處于空負荷或低負荷運行時，進入空冷散熱器的蒸汽流量很小，當蒸汽由空冷散熱器進汽聯(lián)箱進入冷卻管束后，在由上而下的流動過程中，冷卻管束中的蒸汽與外界冷空氣進行熱交換后不斷凝結。由于環(huán)境溫度遠遠低于水的冰點溫度，其凝結水在自身重力的作用下，沿管壁向下流動的過程中，其過冷度不斷增加，當?shù)竭_冷卻管束與凝結水聯(lián)箱接口處時達到結冰點產(chǎn)生凍結現(xiàn)象。通常在運行中來講，空冷散熱器的凍結原因如下：

（1）當環(huán)境溫度低于冰點溫度時，蒸汽流量偏少而冷卻空氣量大。

（2）當環(huán)境溫度低于冰點溫度時，蒸汽流量未能滿足空冷系統(tǒng)最小防凍流量。

（3）當環(huán)境溫度低于冰點溫度時，各列蒸汽流量分配不均。

（4）當環(huán)境溫度低于冰點溫度時，空冷風機轉速控制不當造成冷卻空氣過剩或局部過冷凝。

（5）當環(huán)境溫度低于冰點溫度時，不凝結氣體集聚。

2 正常運行時空冷島防凍風機的一般調(diào)整原則

（1）運行空冷島風機應盡可能全部投入自動，空冷風機的轉速盡可能一致，空冷島防凍保護全部投，空冷島的背壓在保證空冷島不凍結的前提下盡可能降低。

（2）空冷島風機的調(diào)整必須樹立整體觀念。對空冷島整體的翅片溫度情況和全部空冷島風機轉速全面了解后再進行空冷島風機的轉速調(diào)整，嚴禁個別或局部風機高轉速運行而其他風機轉速低轉速運行。

（3）空冷島運行時在熱工測點溫度顯示正確的前提下保證各列盤前凝結水溫不低于38°，抽空氣溫度不低于32°；加強對凝結水過冷度的監(jiān)視，控制過冷度不超過5℃，過冷度較高時增啟一臺真空泵。

（4）空冷島風機的調(diào)整必須堅持就地測溫調(diào)整的原則。因空冷島的熱工測點及TME-8000空冷凝汽器溫度場在線監(jiān)測系統(tǒng)不能全部反應空冷島的真實運行情況，嚴禁只根據(jù)盤前熱工測點顯示數(shù)值盲目對空冷風機作出調(diào)整。

（5）空冷風機應保持連續(xù)健康運行。應加強檢查和維護空冷風機減速箱及電機軸承，防止頻繁的轉速變化使空冷風機電機軸承損壞從而損壞電機，從而造成個別空冷風機的轉速無法調(diào)整。空冷風機的檢修盡可能安排在白天進行且夜班恢復。

（6）對因環(huán)境風場影響的個別冷卻單元要加強調(diào)整。（各列與擋風墻相鄰的風機翅片及與相鄰機組相鄰的翅片），特別在有大風時更要及時調(diào)整。嚴禁值班員個人改變設計風場進行人為干預。對必須做出調(diào)整的情況需請示值長或?qū)I(yè)專管部門領導同意時方可進行。保持各冷卻單元入口小門和空冷島入口小門及時常閉。

（7）密切關注天氣變化情況。充分考慮天氣變化對空冷島環(huán)境風場的影響及對空冷島換熱的影響，及時做出調(diào)整。遇大風及暴雪要根據(jù)風向風速對邊界風機翅片進行檢查，及時做出調(diào)整。禁止雪天造成空冷翅片外壁結冰。

（8）定期做好機組的真空嚴密性檢查。保證空冷島的嚴密性，防止空冷翅片管因泄露造成流量不均而使空冷島的凍結。

（9）加強對排汽裝置補水量的監(jiān)視。加強對排氣裝置水位的校核檢查，確保其可靠投入正確顯示。防止因排汽裝置水位失準（特別在高加事故疏水打開時）盲目補水造成排氣裝置高水位造成汽輪機排汽受阻使空冷島凍結。同時除鹽水補水流量意外增大要加強分析，要考慮到空冷島凍結的可能。

（10）考慮空冷防凍及機組經(jīng)濟運行的需要，按對應負荷下的阻塞背壓曲線設定背壓。空冷島的防凍維持背壓可根據(jù)實際空冷島的情況做出具體調(diào)整，但偏差不應大于3kpa。同時密切關注背壓報警曲線，防止背壓保護動作。

（11）特殊情況需空冷風機全部及大部分手動調(diào)整進行解凍時，應密切監(jiān)視背壓及加強就地測溫檢查。

3 結語

京泰發(fā)電公司通過對直接空冷機組運行工況的分析及進行調(diào)整，明顯起到了節(jié)能降耗、使機組安全過冬的效果。通過不斷科學地進行試驗，總結經(jīng)驗，直接空冷技術將為電廠的節(jié)能降耗和安全穩(wěn)定運行做出更大貢獻。

參考文獻：

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