抽真空過冷原因分析及應對

王 京，曹志偉，馬洪波，董俊平，張 津，武玉瑞

（山西大唐國際云岡熱電有限責任公司，山西 大同 037039）

0 引 言

直接空冷系統抽真空過冷不僅僅發生在啟動階段[1]，在隔絕區段低于2 ℃投入時同樣存在類似問題，一般可以排除軸封及真空泵效率下降問題，重點在于如何有效驅趕不凝結氣體。

1 提出問題

2019年03月21日機負荷控制方式ACE模式，機組接帶負荷200 MW，空冷散熱器2、3、4、5列運行，空冷散熱器1、6列備用狀態（排汽隔離閥關閉；凝結水門、抽真空門開啟）（見圖1），42大機真空泵運行，41、43大機真空泵備用。

圖1 機組基本布置形式（六列帶隔離門直接空冷）

2019年03月21日上午機組準備做100%負荷大修前性能試驗，08:50聯系調度員申請解除4號機組ACE負荷控制模式，申請機組負荷至290 MW，08:55機組負荷由196 MW逐漸增加至230 MW；09:05啟動45磨煤機，09:08打開1、6列空冷進汽蝶閥，啟動對應列空冷風機，導致機組真空沒有達到提高的預期效果，反而使空冷散熱器換熱效果惡化。圖2為1至6列空冷凝結水管溫度變化趨勢圖，圖3為1至6列空冷抽真空管溫度變化趨勢圖，圖4為機組負荷、真空、真空泵電流變化趨勢圖。

圖2 1至6列空冷凝結水管溫度變化趨勢

圖3 1至6列空冷抽真空管溫度變化趨勢

圖4 機組負荷、真空、真空泵電流變化趨勢

由圖2、圖3及圖4各參數變化趨勢可知，機組漲負荷過程中，投入1、6列備用空冷段后，隨即啟動對應列風機并增加空冷風機頻率，導致機組真空在-65～-60 kPa維持時間較長，沒有起到提升機組真空的效果，反而使機組全部6列空冷凝結水溫度、抽真空管溫度大幅降低，空冷過冷度增大，空冷換熱效果惡化。當09:49手動啟動第二臺真空后情況好轉逐步趨于穩定。09:08環境溫度空冷島-2.7 ℃，送風機入口-1.83 ℃；09:49環境溫度空冷島-1.4 ℃，送風機入口-0.13 ℃，溫度并沒有大幅波動

2 原因分析

（1）機組負荷由196 MW快速上漲至290 MW，沒有提前開啟1、6列空冷進汽蝶閥進行充分預暖，漲負荷期間開啟1、6列空冷進汽蝶閥，在1、6列空冷凝結水溫均降低4 ℃左右，即啟動1、6列空冷風機運行，造成空冷過冷度大。

（2）機組快速漲負荷期間，除啟動運行列停運空冷風機外，大幅度增加運行列空冷風機頻率，在疊加上備用列空冷風機快速投入，導致機組全部空冷列凝結水溫度、抽真空管溫度大幅度降低，過冷度隨即增大，空冷換熱效果惡化如圖5所示。

圖5 過冷形成

（3）抽真空和凝結水溫度同時降低，負荷較高時，不能一味地降低風機頻率。這是因為在機組背壓不變的情況下，降低某排風機的頻率，其他風機的頻率將升高，可能影響到其他排的過冷度，很容易造成真空進一步惡化。

3 解決問題

（1）備用空冷列進汽蝶閥開啟后，需進行預熱，等待凝結水溫、空冷散熱片溫度及抽真空管溫度上漲至正常溫度（正常與排氣溫度偏差10 ℃左右）后，逐步啟動空冷風機。

（2）備用列空冷風機啟動步驟為先啟動逆流段風機，后啟動順流段風機。

（3）在備用列進汽蝶閥開啟后，可根據機組真空適當停止運行列空冷風機，以增加備用空冷列進汽量，加快預熱速度。

（4）在備用列進汽蝶閥開啟后，可根據實際情況，啟動備用真空泵運行。

（5）當環境溫度低于2 ℃時，空冷系統的操作及調整需嚴格執行空冷防凍措施。切記不可使機組真空大起大落、高頻率少風機的運行，執行多風機低頻率的原則。

（6）當發生抽真空過冷時，通過調節空冷風機運行方式，重新分配各冷卻單元的熱負荷，用熱蒸汽將空冷管束內積聚的不凝結氣體排擠出去。若仍不能消除抽真空過冷現象，需通過啟動備用真空泵的方法，進一步將散熱面內積聚的不凝結氣體排出。當環境溫度很低時，即使啟動備用真空泵，依然會出現抽真空過冷的現象，此時應該提高機組背壓設定值，直至抽真空過冷現象消失。

（7）對于類似單排管直接空冷機組，應進一步完善過冷保護，當排汽溫度與所有非隔離段的抽真空的平均溫度之差超過15 ℃，并持續600 s，自動啟動第二臺真空泵，當此溫差小于6 ℃，并持續300 s，自動停止。

4 結 論

抽真空過冷保護的優化完善對保證高緯度空冷供熱機組經濟穩定運行有極為重要的意義。