直接空冷機組運行中常見問題分析及處理

裴建兵

晉能電力集團有限公司嘉節(jié)燃氣熱電分公司

直接空冷機組運行中常見問題分析及處理

裴建兵

晉能電力集團有限公司嘉節(jié)燃氣熱電分公司

直接空冷技術(shù)是直接利用環(huán)境空氣作為介質(zhì)對發(fā)電機組進行冷卻的技術(shù)，在水分緊缺區(qū)域也是該項科技發(fā)揮巨大作用的地區(qū)。同時系統(tǒng)運行的效果受環(huán)境中風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度等因素的影響，在直接空冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)階段，需要訂立管控策略，從而保證直接空冷機組的安全、可靠、經(jīng)濟的運行。本文對直接空冷機組運行中常見問題進行了分析，并提出應(yīng)對策略。

直接空冷機組；問題分析；對策

伴隨水資源的緊缺，在火力發(fā)電站中直接空冷機組被大量采用。直接空冷機組使用大氣中的空氣為媒介，冷卻汽輪設(shè)備。所以，節(jié)省了大量水資源，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要舉措。特別是在我國水資源緊缺的北方區(qū)域，直接冷空機組的使用是大勢所趨，直接空冷系統(tǒng)在運行過程中會遇到嚴寒凍裂、管束積灰、真空泄漏等問題，假如不采取有效解決方法，直接空冷設(shè)備就會無法正常運轉(zhuǎn)。所以，需要對難題實施解讀，以保證系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。

1 真空泄漏問題及對策

1.1 真空滲漏的原由

直接空冷系統(tǒng)的排氣管內(nèi)徑較大，所以焊縫過長、焊裝位置面積偏大、密閉情況不良，尤其是在拐彎位置，真空滲漏頻發(fā)；直接空冷系統(tǒng)散熱設(shè)備通常使用管束結(jié)構(gòu)，管子數(shù)目眾多并且自帶散熱翅片，這些翅片一般通過焊裝與管子聯(lián)接，再加上翅片特別單薄，一旦輸送不慎或遭到外力破壞就有可能發(fā)生形變，翅片與管子相連的位置極易脫焊而可能導(dǎo)致管子破壞泄漏；此外，空冷島占地規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝設(shè)階段要做到全部密閉非常難，裝設(shè)完畢后也缺少大規(guī)模檢測滲漏的辦法。綜上所述，可見直接空冷系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)階段形成真空滲漏的難題似乎很難避免。

1.2 預(yù)防真空滲漏的策略

要解決直接真空系統(tǒng)真空泄漏的問題，第一步應(yīng)在排氣管道焊裝階段，采用先進的焊接工藝，例如無縫焊接等，讓焊接位置能夠被融合成一個整體，使焊裝導(dǎo)致的密閉情況不佳的問題得以決；第二步，要科學(xué)設(shè)計散熱器的結(jié)構(gòu)，要設(shè)計翅片與管子融合的散熱設(shè)備或降低翅片變形對管子造成損傷的幾率；空冷島的安裝要按部就班的進行，避免在運送或安裝過程中損毀，并研究出大面積真空檢漏的方法，讓空冷島在安裝后可以及時檢測真空度，以便檢查出故障并及時解決。

2 管束積灰問題及對策

2.1 管束積塵的原由

直接空冷機組通常運用比較多的是我國的北部地區(qū)，尤其是西北缺水地區(qū)，通常沙暴較多、空氣質(zhì)量較差。因為空冷機組是暴露于戶外，這使得空冷機組任意部位均與外部環(huán)境接觸，尤其是管束部位，因為存在大量散熱翅片，而且散熱翅片間距較小，使得空氣中大量的灰塵被滯留下來，時間一長就會形成大量積灰，因為積灰層的存在使得散熱器與外部環(huán)境的聯(lián)系被中斷，無法與冷空氣形成熱交換，因此大量的熱量無法散發(fā)出來，從而嚴重影響空冷機組的正常運行。

2.2 管束積灰解決對策

首先，要合理設(shè)計散熱器的結(jié)構(gòu)，包括散熱器形態(tài)以及散熱翅片的大小和結(jié)構(gòu)，使之既可以保證與外界環(huán)境充分接觸，又能夠不積淀灰塵；其次，改良清灰工藝，如使用高壓水力清灰的模式，并依照空氣質(zhì)量情況科學(xué)安排清灰周期，讓散熱設(shè)備上的灰塵無法左右散熱功效，并能夠最大程度節(jié)約清灰用水量。

3 管道凍裂難題與預(yù)防方法

3.1 管道凍裂難題的原由

在北部冬天較為嚴寒，因此如果管壁的氣溫位于零下，那么凝結(jié)水在管壁中流動過程中會導(dǎo)致結(jié)冰。隨著時間的推移，結(jié)冰現(xiàn)象會越加嚴重。因此，比較脆弱的管壁會形成凍裂問題。一旦管壁被凍裂，就會對直接空冷機組的正常運行造成影響。

3.2 管道凍裂的預(yù)防方法

第一步，可改變散熱設(shè)備管道的構(gòu)造，例如使用橢圓狀鋼鐵管壁，可有效抵抗內(nèi)壁凍結(jié)形成的對管道的壓力；第二步，應(yīng)合理布置管道的逆流與順流的面積，使不凝氣體及時順利的排出，預(yù)防蒸汽往回流動，降低結(jié)冰的幾率。另外，應(yīng)挑選單排管散熱設(shè)備，以預(yù)防不凝性氣體聚攏的現(xiàn)象。

4 環(huán)境影響的問題及對策

4.1 環(huán)境對直接空冷系統(tǒng)運行的影響

由于直接空冷系統(tǒng)是要全部依靠生態(tài)環(huán)境進行的。因此環(huán)境的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等等都成為影響直接空冷系統(tǒng)運行的重要因素。首先，如果當環(huán)境溫度比較高時，空冷系統(tǒng)散熱器進口空氣的溫度就比較高，當較高溫度的空氣進入凝汽器后會導(dǎo)致凝汽器冷凝溫度升高，同時排汽壓力也會升高，同時因為空冷島是暴露在空氣中的，如果是多個空冷島共同工作則會使下游的空冷島進口溫度升高，因此不利于機組的經(jīng)濟運行；其次，空冷島安置在爐后的位置，在環(huán)境風(fēng)的作用下其工作效率會發(fā)生一定的變化，主要表現(xiàn)為：對系統(tǒng)而言，空冷器的迎面風(fēng)速越大越有利于系統(tǒng)的散熱，而如果環(huán)境風(fēng)速越大，則會影響進風(fēng)口的風(fēng)向，從而導(dǎo)致空冷器的迎面風(fēng)速變小，導(dǎo)致直接空冷系統(tǒng)的冷卻效果變差。

4.2 環(huán)境影響問題解決對策

首先，在環(huán)境溫度相對較高的夏季，要讓系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運轉(zhuǎn)，可通過使機組非滿負荷運行，從而通過減少熱消耗的方式來使凝汽器的壓力降低，但是非滿負荷運行的模式無疑會使系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性下降，所以可通過在散熱器端口位置噴霧增濕的方式減少端口空氣的問題，從而使凝汽器的冷凝溫度降低，確保系統(tǒng)滿負荷運行。

其次，多個空冷島要通過合理布局，最好使空冷島面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向并排布局，降低空冷島之間的相互影響。

再次，可通過變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，提高空冷散熱器的冷卻空氣流量，使直接空冷系統(tǒng)能夠安全且高效的運行。

結(jié)束語

直接空冷系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)階段會出現(xiàn)真空滲漏、凍裂、積塵等現(xiàn)象，這都會導(dǎo)致系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)的效率降低。這些問題可以通過優(yōu)化規(guī)劃、改良質(zhì)量、工藝管控與定時檢修等模式來解決。而且，環(huán)境溫度、風(fēng)向、風(fēng)速等也會致直使接空冷系統(tǒng)的凝結(jié)，因此必須采用對應(yīng)策略，減少散熱器端口空氣氣溫并提升系統(tǒng)空氣流動量，使空冷機組能夠良好、穩(wěn)定地工作。

[1]武旭.關(guān)于直接空冷機組空冷系統(tǒng)運行問題分析及對策探討[J].科技展望，2017，(03)：44.

[2]趙朝峰.直接空冷機組運行問題分析及措施探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，(04)：30.