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燃氣熱電分公司

直接空冷技術是直接利用環境空氣作為介質對發電機組進行冷卻的技術，在水分緊缺區域也是該項科技發揮巨大作用的地區。同時系統運行的效果受環境中風速、風向、環境溫度等因素的影響，在直接空冷系統運轉階段，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，冷卻汽輪設備。所以，節省了大量水資源，是發展循環經濟的重要舉措。特別是在我國水資源緊缺的北方區域，直接冷空機組的使用是大勢所趨，直接空冷系統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，直接空冷設備就會無法正常運轉。所以，需要對難題實施解讀，以保證系統運行的可靠性、安全性和經濟性。

1 真空泄漏問題及對策

1.1 真空滲漏的原由

直接空冷系統的排氣管內徑較大，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；直接空冷系統散熱設備通常使用管束結構，管子數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生形變，翅片與管子相連的位置極易脫焊而可能導致管子破壞泄漏；此外，空冷島占地規模大、結構復雜，安裝設階段要做到全部密閉非常難，裝設完畢后也缺少大規模檢測滲漏的辦法。綜上所述，可見直接空冷系統在運轉階段形成真空滲漏的難題似乎很難避免。

1.2 預防真空滲漏的策略

要解決直接真空系統真空泄漏的問題，第一步應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，使焊裝導致的密閉情況不佳的問題得以決；第二步，要科學設計散熱器的結構，要設計翅片與管子融合的散熱設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，尤其是西北缺水地區，通常沙暴較多、空氣質量較差。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境的聯系被中斷，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，要合理設計散熱器的結構，包括散熱器形態以及散熱翅片的大小和結構，使之既可以保證與外界環境充分接觸，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，并依照空氣質量情況科學安排清灰周期，讓散熱設備上的灰塵無法左右散熱功效，并能夠最大程度節約清灰用水量。

3 管道凍裂難題與預防方法

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，那么凝結水在管壁中流動過程中會導致結冰。隨著時間的推移，結冰現象會越加嚴重。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 管道凍裂的預防方法

第一步，可改變散熱設備管道的構造，例如使用橢圓狀鋼鐵管壁，可有效抵抗內壁凍結形成的對管道的壓力；第二步，應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，預防蒸汽往回流動，降低結冰的幾率。另外，應挑選單排管散熱設備，以預防不凝性氣體聚攏的現象。

4 環境影響的問題及對策

4.1 環境對直接空冷系統運行的影響

由于直接空冷系統是要全部依靠生態環境進行的。因此環境的風速、風向、溫度等等都成為影響直接空冷系統運行的重要因素。首先，如果當環境溫度比較高時，空冷系統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濟運行；其次，空冷島安置在爐后的位置，在環境風的作用下其工作效率會發生一定的變化，主要表現為：對系統而言，空冷器的迎面風速越大越有利于系統的散熱，而如果環境風速越大，則會影響進風口的風向，從而導致空冷器的迎面風速變小，導致直接空冷系統的冷卻效果變差。

4.2 環境影響問題解決對策

首先，在環境溫度相對較高的夏季，要讓系統穩定、高效運轉，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運行的經濟性下降，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風向并排布局，降低空冷島之間的相互影響。

再次，可通過變頻器調節風機的轉速，提高空冷散熱器的冷卻空氣流量，使直接空冷系統能夠安全且高效的運行。

結束語

直接空冷系統在運轉階段會出現真空滲漏、凍裂、積塵等現象，這都會導致系統安全運轉的效率降低。這些問題可以通過優化規劃、改良質量、工藝管控與定時檢修等模式來解決。而且，環境溫度、風向、風速等也會致直使接空冷系統的凝結，因此必須采用對應策略，減少散熱器端口空氣氣溫并提升系統空氣流動量，使空冷機組能夠良好、穩定地工作。

[1]武旭.關于直接空冷機組空冷系統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].山東工業技術，2016，(04)：30.