高寒地區直接空冷系統啟動探討

曾 琦，李 鵬，何武強，呂海賓

（新疆新特能源股份公司自備電廠，烏魯木齊 830011）

高寒地區直接空冷系統啟動探討

曾 琦，李 鵬，何武強，呂海賓

（新疆新特能源股份公司自備電廠，烏魯木齊 830011）

因為直接空冷系統的空冷凝汽器直接布置在環境大氣中，本身的性能和安全受外界環境因素的影響比較大，尤其在寒冷的冬季容易發生凍結，導致空冷凝汽器損壞，甚至導致空冷機組停運。所以防凍問題是空冷機組最重要的問題，特別在我國北方嚴寒地區，空冷凝汽器凍結是常見現象，嚴重影響機組的安全經濟運行。本次內容結合新特能源股份有限公司2x350MW機組直接空冷機組的運行經驗，針對高寒地區直接空冷機組的啟動提出了一些建議，供同仁參考。

空冷凝汽器；啟動；順流；逆流；真空

1 直接空冷的原理

直接空冷即汽輪機作完功的乏汽排至翅片管式空冷散熱器中，若干個空冷風機群不斷鼓風并橫向掠過空氣冷卻熱交換器，使乏汽凝結。由于冷卻介質空氣比熱小，密度小，所以散熱器體積龐大。由于空冷裝置（空冷島）布置在廠外，在冬季啟動時或運行中有可能由于蒸汽量過小，管內聚集空氣等使管束結凍損壞。

2 設備規范

新特能源股份有限公司2x350MW機組汽輪機是哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產，型號為：CZK350/326-24.2/1.3-566/566的直接空冷凝汽式汽輪機（全電調），空冷凝汽器采用報警首航公司（斯必克冷卻技術SPX）生產的三排管（管束布滿翅片）空冷凝汽器，冷卻換熱面積573638平方米，空冷島東西向共有6列分布，每一列從北往南有四個單元（對應四臺空冷風機），其中第二個單元為逆流單元（抽真空單元）。

新特能源股份有限公司2x350MW機組汽輪機是哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產，型號為：CZK350/326-24.2/1.3-566/566的直接空冷凝汽式汽輪機（全電調），空冷凝汽器采用報警首航公司（斯必克冷卻技術SPX）生產的三排管（管束布滿翅片）空冷凝汽器，冷卻換熱面積573638平方米，空冷島東西向共有6列分布，每一列從北往南有四個單元（對應四臺空冷風機），其中第二個單元為逆流單元（抽真空單元）。

3 冬季安全啟動的方法

3.1 進行疏水改造

針對空冷島冬季啟動由于外界環境溫度極低，在鍋爐蒸發量未達到空冷凝汽器所要求的最低熱負荷前，避免主再熱蒸汽高低旁管道疏水進入空冷凝汽器的特點，采取主再熱蒸汽管道疏水增加一路排入鍋爐啟動疏水擴容器的技術方案。鍋爐點火初期，將疏水排至啟動擴容器。

3.2 對各凝結水集水箱進行改造

加裝放水門在空冷島長期停運時打開放水門，防止空冷島凝結水集水箱凍結。

3.3 冬季啟動過程中應設專人檢查

冬季啟動過程中應設專人對空冷島各列散熱器凝結水下聯箱及散熱器管束表面各部（順流凝汽器加強中下部測溫、逆流凝汽器加強中上部測溫）和散熱器翅片管各邊角處表面各部進行就地溫度實測，有異常時應增加檢查和測量次數。

3.4 機組啟動抽真空前各閥門的狀態

機組啟動抽真空前，保持真空破壞門在開啟狀態，關閉主再熱蒸汽氣管道至排汽裝置的全部疏水門，開啟汽輪機主再熱蒸汽管道疏水到啟動擴閥門。

3.5 鍋爐點火后注意事項

鍋爐點火后，高低旁保持關閉狀態，控制爐膛出口煙溫不超過538℃，升溫升壓至0.8-1.0MPa（此過程應嚴密監視汽缸溫度、溫差，如有異常及時采取措施），然后啟動3臺真空泵抽真空（不投軸封供汽），當背壓達30kPa以下時，關閉空冷島各列散熱器進汽蝶閥及抽真空電動門，各列凝結水回水閥保持開啟狀態，開啟主、再熱蒸汽疏水到啟動擴容器的閥門。

3.6 機組啟動過程中注意事項

主汽壓力達0.8MPa時，可適當開啟高旁閥，再熱器暖管后逐漸開大高旁閥，當再熱器壓力達1.5-2.0MPa時，主汽壓力達2.5-3MPa時，開啟低壓旁路，開大高壓旁路向空冷島供汽，并在規定時間內使空冷島進汽量達到規定的最小進汽量以上（在5分鐘之內將低旁開度逐漸增加至50%，再過10分鐘將開度開至80%，注意背壓不得高于40kPa）。

3.7 機組啟動過程中空冷島進汽溫度的控制

開啟低旁前30分鐘投入軸封供汽，待真空有明顯增加時方可投入低壓旁路，低旁開啟后，在保證空冷島進汽溫度小于121℃情況下，盡量提高空冷島進汽溫度，并注意監視排大氣安全門不動作。

3.8 機組啟動過程中空冷風機啟動注意事項

當第1、2列空冷凝汽器管束下聯箱中凝結水的溫度（平均值）高于35度后風機開始運行，首先開啟第2、4單元逆流風機，在20-35rpm之間運行，將機組背壓設定在25kPa，隨著蒸汽負載的增加風機轉速上升，當風機轉速達到35rpm時，滿足不了排熱量的要求即實際排出蒸汽壓力高于設定值，依次增加風機的開啟臺數。

3.9 機組啟動方式的選擇及注意事項

蒸汽參數接近沖轉參數時，調整高低旁開度，使各參數達到沖轉要求，鍋爐運行穩定，汽輪機開始沖轉（沖轉時應保持低旁開度在30%以上，以增加空冷島進汽量），采用高中壓缸啟動方式。

3.10 機組啟動后空冷風機啟動注意事項

機組啟動后根據背壓及各列凝結水管溫度逐列投入空冷散熱器，投入次序為3-4-5-6列（盡量最后投機組迎風面空冷凝汽器列）。

4 結論

在冬季特別注意冬季啟動特點，在再熱器壓力無法滿足最小空冷島進汽量的情況下，凝汽器中嚴禁進入一切熱水、熱汽。通過疏水的改造，將這些啟動中的疏水引入鍋爐的啟動擴容器中。機組啟動要充分利用再熱器的干燒能力，采用多種手段盡快使得高低旁路起溫起壓。要控制好機組啟動過程中空冷凝汽器的進汽時間和進汽量，保證空冷島進汽一次開機成功，不會發生結凍情況。

［1］邱利霞等.直接空冷汽輪機及其熱力系統［J］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］溫高等.發電廠空冷技術［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］許鐵.空冷島溫度場的構建及防凍優化調整［D］.華北電力大學，2014.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.198