350MW超臨界間接空冷機組冬季防凍措施

趙軍

【摘 ?要】間接空冷機組工作時，其散熱器是展現(xiàn)在空氣中的，當冬季來臨，在寒冷的地區(qū)運行，散熱器的翅片管是非常容易發(fā)生凍結(jié)的情況的，這就會導致停機事故的發(fā)生。一旦散熱器的翅片管被凍裂，是需要很長的修復時間的，修復的過程也是比較復雜的。這就會給電廠造成很大的經(jīng)濟損失。本篇文章將對350MW超臨界間接空冷機組的冬季防凍措施進行闡述，以便大家作為參考。

【關鍵詞】350MW超臨界;間接空冷機組;防凍措施

引言：間接空冷機組的散熱器是通過環(huán)形垂直的方式，布置在自然冷卻塔底部的進風口位置。在寒冷的冬季，散熱器翅片管中的冷卻水由于冷度在不斷增強，因此，翅片管很容易出現(xiàn)凍裂的狀況。在進行間接空冷機組調(diào)試過程中，并沒有熱負荷，在冬季進行注水和沖洗工作，就要充分考慮防凍相關問題。所以，在寒冷的冬季，進行350MW超臨界間接空冷機組的防凍是非常必要的。

1、空冷機組凍結(jié)的原因

1.1散熱器翅片管內(nèi)水流速過低

循環(huán)冷卻水在翅片管仲以層流狀態(tài)流動，空氣溫度小于0℃，就會出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。由于翅片管的管徑較小，水流速較低，管內(nèi)流體的雷諾數(shù)就會越低。當?shù)陀谂R界雷諾數(shù)2300時，就會出現(xiàn)管內(nèi)水流層流的狀態(tài)。這就導致流體放熱由對流轉(zhuǎn)放熱轉(zhuǎn)為傳導放熱，與管體接觸的流體溫度會快速降低，進而出現(xiàn)凍結(jié)情況。這就會導致管道阻力變大，流量降低，凍結(jié)加速。

1.2環(huán)境溫度過低

空氣環(huán)境的溫度過低，百葉窗不恰當?shù)恼{(diào)整角度，都會導致散熱器出水的溫度降低。空冷散熱器位于自然冷卻塔底部的進風口處，并且會有自然進風。在熱負荷穩(wěn)定時，冷卻能力與空氣環(huán)境的溫度有直接關系。在很冷的冬季，氣溫比較低，散熱器翅片管內(nèi)部的冷卻水溫度會降低。如果氣溫在不斷下降，管內(nèi)的循環(huán)水會產(chǎn)生更大的冷度，散熱器暴露在空氣中，這樣的情況下，采用百葉窗進行進風量的控制，也是難以抵御寒風的，這就會導致翅片管內(nèi)出現(xiàn)凍結(jié)情況，嚴重的會出現(xiàn)變形和凍裂，導致設備破損。

1.3不充足的溫度測點

空冷塔的冷卻管數(shù)量是比較多的，通常情況下，是不會再所有的冷卻管表面進行溫度測點的布置的，在寒冷的冬季，翅片管內(nèi)的回水溫度會比較低，并且溫度測點布置的不均勻，就很容易導致有些區(qū)域內(nèi)的管體出現(xiàn)凍結(jié)情況。

1.4管束被雜質(zhì)堵塞

冷卻水的水質(zhì)出現(xiàn)不合格的情況，就會出現(xiàn)雜質(zhì)堵塞管束的問題。在冬季，由于溫度過低，雜質(zhì)堵塞已出現(xiàn)管束凍損的情況。

2、防凍措施分析

2.1運行中的防凍措施及注意事項

2.1.1百葉窗調(diào)整控制措施

如果遇到下雪天氣，還應增加同步校驗的次數(shù)，防止百葉窗被積雪卡澀。對百葉窗同步校驗時，應先解除某扇區(qū)百葉窗的自動控制，記錄百葉窗當前開度，記錄該扇區(qū)的出水溫度。當全關百葉窗時，檢查扇區(qū)各百葉窗的開度，應全部為關閉狀態(tài)。檢查控制屏的畫面是否已顯示“百葉窗關閉”的信號。開啟扇區(qū)百葉窗至原來開度，檢查各百葉窗的開度是否一致。投入百葉窗的自動控制，調(diào)整自動控制的設定值。如有不同步的現(xiàn)象，應及時處理。冬季運行中，需嚴密監(jiān)測百葉窗自動控制狀態(tài)，禁止隨意解除百葉窗的自動控制指令。對于扇區(qū)百葉窗的調(diào)整，應確保扇區(qū)的出水溫度及冷卻柱溫度的要求。冬季各扇區(qū)出水溫度的設置，應保持一致，百葉窗開度偏置不得隨意設置，以保證扇區(qū)冷卻柱溫度能反映整個扇區(qū)冷卻管束的溫度。應隨時檢查 DCS 畫面的控制狀態(tài)。各扇區(qū)百葉窗的開度應同步，檢查是否存在開度過大等情況，就地進行冷卻管束的測溫，防止管束發(fā)生過冷現(xiàn)象。當冬季的環(huán)境風速高于 5 m /s 時，應注意風向?qū)ι葏^(qū)冷卻柱溫度的影響，及時根據(jù)冷卻柱溫度，提高迎風面扇區(qū)的出水溫度。在冬季寒夜時，不得放松對扇區(qū)管束的測溫工作，根據(jù)各扇區(qū)百葉窗開度及冷卻柱溫度進行選擇性測量，管束溫度的測量位置，應距基管底部約60 cm 高度，發(fā)現(xiàn)存在過冷情況，應及時采取措施。在冬季主導風向為西北風時，應特別注意某些扇區(qū)的出水溫度，及時關小該扇區(qū)的百葉窗。

2.1.2 循環(huán)水泵運行方式調(diào)整措施

機組運行時，循環(huán)水泵啟停操作規(guī)定為：循環(huán)水泵啟動運行，聯(lián)鎖開啟循環(huán)泵出口的液控蝶閥。當循環(huán)水泵停運，應在 DCS 控制屏畫面中關閉循環(huán)水泵出口的液控蝶閥。間接空冷塔夏季高溫時段運行時，應嚴格控制機組背壓。必要時通過限制機組負荷，留出約 20KPa的背壓裕度，防止在高溫環(huán)境條件下，由于氣候等干擾因素背壓嚴重惡化掉機，機組運行期間不得單臺循環(huán)泵運行。間接空冷塔環(huán)境溫度低于+2℃時進入冬季運行期，機組在遇有啟動和停機操作時，必須提前了解并監(jiān)視環(huán)境氣象條件的變化，當循環(huán)水熱水溫度大于40℃時，才能投入扇區(qū)運行。機組負荷降低后，應及時調(diào)整關閉迎風面的百葉窗，隨后再逐漸關小其它方面百葉窗。當百葉窗全部關閉后，扇區(qū)出水溫度仍低至 20℃時，應退出部分扇區(qū)運行，至到冷水溫度上升到 22℃為止。運行中保持兩臺循環(huán)泵運行，防止循環(huán)水流速低造成冷卻三角結(jié)凍。停機過程中停循環(huán)泵必須保證冷卻扇區(qū)的最小防凍流量，在退出全部扇區(qū)后，且系統(tǒng)處于旁路運行方式后方可停止一臺循環(huán)泵。

2.1.3空冷扇區(qū)的投運和退出

在冬季工況下，空冷扇區(qū)的投入，應在鍋爐點火旁路投入后逐步進行。停機過程中，根據(jù)各冷卻扇區(qū)的出水溫度，逐步退出所有扇區(qū)的運行，防止扇區(qū)出水溫度下降過快而發(fā)生管束的凍結(jié)現(xiàn)象。正常運行時，如果某一扇區(qū)退出運行，對其兩側(cè)扇區(qū)的百葉窗，應進行偏置設置，適當關小百葉窗，防止寒風造成扇區(qū)的局部過冷。

2.1.4其他注意事項

進入冬季前，應對扇區(qū)的各種防寒設施進行檢驗，確保各閥門、百葉窗動作可靠。機組啟、停時，要就地檢查閥門動作是否可靠。循環(huán)水泵要保持良好狀態(tài)，在冬季，至少要保持 2 臺循環(huán)水泵運行，提高循環(huán)水的流速，防止散熱器結(jié)冰。若扇區(qū)發(fā)生泄漏，需及時將該扇區(qū)退出運行，防止泄漏水在外部結(jié)冰后凍壞散熱器。要避免在環(huán)境溫度較低和夜間對扇區(qū)進行充水和泄水操作，以免扇區(qū)凍結(jié)。在冬季運行時，每班次應使用紅外成像儀，對扇區(qū)檢查一次，判斷是否存在管束凍結(jié)或溫度明顯偏低的部位。如發(fā)生管束凍結(jié)現(xiàn)象，應關閉百葉窗，并用棉門簾覆蓋冷卻三角進行保溫，同時，提高扇區(qū)的整體出水溫度，利用相鄰冷卻三角散發(fā)的熱量解凍。在冬季，選擇溫度較低的時段，對各扇區(qū)冷卻三角出水口膨脹節(jié)處進行點溫槍測溫，對每個百葉窗執(zhí)行機構(gòu)控制的兩組冷卻三角進行紅外測溫，并做好記錄。

2.2機組停機后防凍措施

冬季停機后，應盡快停運所有的循環(huán)泵，并開啟熱水管緊急泄水閥及冷水管緊急泄水閥將系統(tǒng)內(nèi)地面上的水排入地下儲水箱。冷卻三角扇區(qū)進、出水管泄水閥開啟到位扇區(qū)內(nèi)無存水，檢查各管段、扇區(qū)、排水槽是否有存有積水未排盡，同步采取防凍預防措施投入相應的輔助伴熱裝置。

2.3事故情況下的防凍措施

如遇機組跳閘，機組無法在短時間內(nèi)恢復運行時，應有專人監(jiān)測扇區(qū)的出水溫度，并立即將所有扇區(qū)退出運行。如果發(fā)生循環(huán)泵跳閘，僅有 1 臺循環(huán)泵運行，應立即啟動備用循環(huán)泵。必要時，程控退出部分扇區(qū)運行。防止單臺循環(huán)泵過負荷跳閘或扇區(qū)冷卻管束內(nèi)的水流速過緩，導致管束凍損。

結(jié)束語：在寒冷的冬季，350MW超臨界間接冷卻機組的防凍措施的實施是非常重要的，要注意百葉窗的同步校驗。正確的進行循環(huán)水泵的啟停操作，要注重空冷扇區(qū)的投運和退出以及停機后的相關處理事項。避免間接冷卻機組出現(xiàn)翅片管凍裂事故的發(fā)生。這些措施能夠有效的避免空冷散熱器出現(xiàn)故障，為其正常運行提供有效保障。

參考文獻：

[1]高寒地區(qū)間接空冷機組散熱器防凍預暖措施[J].劉培忠，楊志軍.中國電力.2013（05）

[2]350MW國產(chǎn)超臨界燃煤供熱機組間接空冷系統(tǒng)防凍分析與探討[J].武亭玉.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟.2015（09）

[3]某電廠間接空冷設備分析[J].趙建剛.科技與創(chuàng)新.2014（02）

（作者單位：第一師電力有限責任公司培訓中心）