提高間冷塔熱工測點的可靠性

何婭妮

（國能寧夏鴛鴦湖第一發電有限公司，寧夏 銀川 750410）

0 引 言

發電廠的間接空冷塔是一個高效節水的冷卻設備，并且廣泛應用于富煤貧水地區[1]。間接空冷系統具有較強的輸出響應延遲能力，能夠在大風等突發氣候環境中安全使用，越來越多地應用在了大風高溫地區的發電廠中，未來也會成為高安全性要求的空冷核電機組的首選[2]。作為間接空冷系統中的重要部件，蘊含著巨大的節能潛力，其熱力性能的優劣直接影響冷卻水溫度，進而影響機組的安全、穩定、經濟運行[3]。間接空冷塔通過空氣與循環冷卻水換熱后使其溫度降低，達到循環利用的目的[4]。某電廠二期2×1 100 MW機組采用散熱器垂直布置的自然通風間接空冷系統，1機1塔，單塔布置194個冷卻三角，分12個扇段布置。循環水進入表面式凝汽器的水側進行換熱，換熱后的循環水由循環水泵送至間冷塔，通過空冷散熱器的冷卻三角與空氣進行表面換熱，循環水被空氣冷卻后再返回凝汽器冷卻汽輪機排汽，構成了閉式循環[5]。

間冷塔的運行段數、百葉窗開度與環境氣溫、汽輪機排汽背壓、循環水回水溫度聯鎖實現自動調節，以求達到機組凈出力最大。

隨著我國火力發電機組裝機容量及智能化水平的不斷提高，熱控系統的作用也越來越重要，熱控測點作為日常監視和聯鎖保護的重要依據，其可靠性嚴重影響機組安全穩定運行。本文結合生產現場中間接空冷塔主要熱控測點在實際測量過程中存在的突出問題展開分析，提出了切實可行的解決方案。

1 間冷塔主要熱控測點在實際測量過程中存在的問題及解決方案

1.1 出塔循環水溫度

1.1.1 實際運行中存在的問題及影響

一方面，出塔循環水母管溫度元件、壓力測量取樣口集中布置在間冷塔外出塔循環水母管管道坑內，空間狹小，距離地面約2 m處，屬于受限空間，本身不利于檢修作業，加上管道接頭焊縫滲水，使得坑內時常積水，測溫元件因長時間被水浸泡而引起測量不準、甚至損壞。

2020年5月至2020年9月，同類缺陷發生5次，皆因管道坑積水導致測溫元件接線箱進水，接線盒內信號電纜短路。每次檢修需先清理管道坑內積水，再清理接線盒及內部接線端子、電纜等零部件，然而積水現象時有發生，出塔溫度元件測量不準也伴隨而來，每次消缺難度大且得不到根治，給班組消缺工作帶來很大困難。

另一方面，出塔循環水溫度是間冷塔的主要控制參數，間冷系統的啟動、運行和關閉通過間冷控制系統自動完成。通過循環水回水母管溫度的設定來控制流過百葉窗冷卻三角的冷空氣的流量，冷空氣流量的改變通過調節百葉窗開度來實現，還可以通過增加循環水泵的運行臺數來提高系統流速，從而達到控制主循環水回水母管溫度的目的。

系統中設有出塔循環水溫度測點3個，分別為出塔循環水母管溫度1、出塔循環水母管溫度2、出塔循環水母管溫度3，通常情況下取這3個溫度測點的中間值作為循環水主回水管溫度，而主回水溫度低抑制百葉窗，同時作為主回水管溫度調節抑制條件，具體邏輯關系見圖1。

圖1 循環水主回水溫度控制邏輯關系圖

1.1.2 主要思路與措施

基建時所選熱電阻型號為WZPK2-336。此熱電阻為帶端子箱的鎧裝熱電阻，需從端子箱引線至就地接線箱，再轉接至相應的分布式控制系統（Distributed Control System，DCS）機柜。

由于上述客觀原因的存在，為避免熱電阻端子箱進水，考慮重新選型更換溫度元件，將帶端子箱的鎧裝熱電阻更換為帶引線的防水鎧裝熱電阻。更換后的型號為WZPK2-396，此熱電阻為帶引線的防水鎧裝熱電阻，省去中間接線環節，避免因端子箱浸水而導致的測量誤差或熱電阻短路，從而影響溫度測點的測量準確性。改造前、后出塔循環水溫度如圖2、圖3所示。

圖2 改造前出塔循環水溫度

圖3 改造后出塔循環水溫度

1.2 間冷塔地下儲水箱液位

1.2.1 測量中存在的問題及影響

間冷塔地下儲水箱安裝有3臺導波雷達液位計，因地下儲水箱深埋于地基以下，液位計二次表安裝在儲水箱頂部，位置低于地基平面約1.5 m，通常在間冷設備停運或扇區泄水時，間冷各扇段泄水至地下水箱，水箱液位相對較高，地下儲水箱內存水自液位計安裝法蘭處向外溢出，導致液位計二次表浸泡在水中，從而液位計內部總線板、電源板損壞，液位顯示壞點失去監視。

另外，由于地下儲水箱液位計采用現場總線通信方式，總線系統要求1個網段中所有的接線都要完好才能保證整個網段內的通信可靠，1處接線問題可能會影響整個網段。因此當上述情況發生時，地下儲水箱液位計所在網段總線設備線路故障報警，波及范圍較大。

1.2.2 主要思路與措施

基于以上問題對地下儲水箱液位計重新進行設備選型，根據實際需要將液位計測量桿加長，使得液位計二次表遠高于地下儲水箱表面位置，避免二次表進水短路風險。定制符合現場要求的液位計并重新安裝后，逐個接線進行調試，液位計總線通信正常，所在網段總線設備線路故障報警消除，液位計DCS顯示準確無誤。此次改造從根本上杜絕了液位計二次表進水損壞的風險。改造前、后照片如圖4、5所示。

圖4 改造前地下儲水箱液位

圖5 改造后地下儲水箱液位

1.3 扇段冷卻三角壁溫

1.3.1 測量中存在的問題

單臺機組間冷塔有12個扇段，每個扇段安裝6個冷卻三角壁溫熱電阻，共計72個。

（1）夏季炎熱天氣間冷塔百葉窗需全部打開換熱，當雨水天氣到來時，冷卻三角壁溫熱電阻接線盒容易被雨水淋濕，導致熱電阻接線盒進水，引起元件短路，造成測量誤差，甚至元件損壞，嚴重影響監視，如圖6所示。

圖6 冷卻三角壁溫接線盒進水

（2）每個扇段設計有6個三角壁溫測點，分別安裝在不同冷卻三角，當某個冷卻三角被隔離后，其溫度顯示為環境溫度，存在與其他溫度測點偏差大的問題，尤其在冬季工況，由于三角壁溫參與扇區二、三級防凍保護，容易引起保護誤動。

（3）西北地區大風天氣較多，由于間冷塔體積龐大，周邊區域的建筑物對間冷塔的運行也有很大的影響，從而各扇段勢必會有迎風面、背風面，造成同一扇區不同冷卻三角壁溫偏差大或者不同扇區之間冷卻三角壁溫差距較大，容易造成監盤誤區。

（4）熱電阻安裝過程中插深不夠造成測量偏差。

（5）接線端子老化、腐蝕，接線松動、虛接。

1.3.2 主要思路與措施

（1）將各扇段冷卻三角壁溫熱電阻接線盒整體調整至背雨面，且適當做防護處理，防止雨水天氣接線盒進水，壁溫測點大面積壞點影響監視。

（2）各專業做好溝通，若某個冷卻三角被隔離且剛好安裝壁溫測點，及時聯系相關專業將所在冷卻三角壁溫測點強制，防止保護誤動。

（3）實際生產過程中，因迎風面、背風面原因造成三角壁溫偏差大的缺陷曾多次發生，但檢修過程中發現測溫元件本身并無異常，實際溫度存在差異。針對此類問題，運行監盤人員應熟悉設備環境特點，在一定條件下調節百葉窗，提高間冷塔的散熱能力是方便、靈活而且有效的手段。

（4）溫度元件安裝時浸入深度應符合要求，避免因浸入深度不夠而造成的測量誤差。

（5）規范溫度元件的接線，避免虛接；對于老化、腐蝕的接線端子利用機組調停檢修機會定期排查更換。

2 結 論

間接空冷塔是一個高效節水的冷卻設備，作為主機循環水的冷卻設備，其相關測點的正常監視顯的尤為重要。此次針對現場維護過程中發現的幾個突出問題做了相應的原因分析并進行了改造處理，充分降低了間冷塔熱控設備的故障發生率，減少了維護成本，同時也提高了間冷塔系統熱工測點的準確性和可靠性，保證了循環水系統的安全可靠運行，為機組的安全穩定運行奠定了堅實的基礎。