淺析直接空冷機組空冷散熱管束冬季凍結防范措施

劉立剛

摘 要：目前在我國一些水資源短缺的地區，已經開始使用直接空冷機組作為電廠的生產設備，其與濕冷機組和間接空冷機組相比，具有更多的應用優勢，能夠很好的解決水資源短缺的問題。但是這種機組也存在一定的弱點，即在冬季較為寒冷的時期容易出現空冷散熱管束凍結的問題，從而影響到機組的正常運行，為此需要對這一問題加以防范。現本文就從幾個不同的角度來探討直接空冷機組的防凍措施，并提出幾點建議，以供參考。

關鍵詞：直接空冷機組；空冷散熱管束；防凍；負壓系統

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A

一般來講，電廠機組在運行的過程中需要進行散熱，以維持機組的正常運行。而直接空冷機組則是一種無須使用大量水資源就可以完成機組降溫的設備，在我國的水資源短缺地區有著廣泛應用。目前電廠所使用的直接空冷機組所使用的空冷散熱管束一般都是由單排多排的散熱片所組成，其雖然具有較強的耐凍性，但是若空冷散熱片表面的溫度過低也會出現凍結現象，甚至會造成凍裂的現象，嚴重影響電廠的生產效率。而究其原因，主要可以從負壓系統的嚴密性、低負荷期間的運行方式、高寒期的防凍措施等幾方面入手分析，以下本文就結合空冷散熱管束凍結的原因，來探討其防范措施。

一、基于負壓系統嚴密性的防凍措施

對于直接空冷機組而言，負壓系統的嚴密性是否良好對其是否能夠達到真空運行狀態有著直接影響，也對空冷散熱管束是否會出現凍結帶來一定影響。若負壓系統的密封性較差，再加上空冷散熱管束或者冷凝水管出現了泄漏現象，則必定會出現空冷散熱片凍結的現象。

1 負壓系統嚴密性對空冷散熱片凍結的影響。在直接空冷機組的運行中，若負壓系統的嚴密性不佳，空冷散熱片出現了泄漏，那么出現泄漏部位的溫度就會降低而凍結，這種現象在冬季尤為明顯。而泄漏后的水凝結后會是的機組的真空逐漸下降，負壓系統的嚴密性則會進一步的下降，導致機組無法正常運行。而之所以會造成空冷散熱管束出現凍結，主要是因為當負壓系統嚴密性不符合要求時，就會有外部的空氣進入負壓系統中，使其內部的蒸汽方向發生改變，從而對周圍的散熱片造成影響，形成空冷散熱管束凍結現象。

2 防范措施。對于上述情況，在直接空冷機組的運行中，可以采取一定的措施來加以防范，來避免空冷機散熱管束凍結。首先，加強巡查和檢修工作，定期對負壓系統進行檢查，通過試驗檢測其真空嚴密性。一旦發現嚴密性低于相關要求則立即對其進行修復。修復時可以根據情況決定機組是否保持正常運行。其次，在進入冬季后，尤其是進入高寒期時，在對機組的空冷散熱管束開展檢查工作的過程中應該特別重視對低溫區的檢查，以便于及時的發現泄漏點并采取合適的封堵措施。若直接空冷機組正處于運行狀態無法停機檢查，則可以采用超聲波技術進行查漏檢測。可采用的封堵措施主要有焊接、粘結、注膠等多種，可視泄漏部位的具體情況合理選擇。再者，若直接空冷機組可以停止運行，則可以對其進行全面的檢查和大修，并利用充氣和注水等檢測手段來檢驗其嚴密性是否符合要求，并及時處理泄漏點。但是值得一提的是，在這些檢測工作開展期間，應該避免影響到其他系統，最好采取安全隔離措施。

二、基于低負荷運行的防凍措施

目前電廠所使用的直接空冷機組一般都具備一定的防凍保護控制邏輯，但是在冬季較為寒冷的時期，機組的自動防凍功能可能不會起到有效作用，這就要求技術人員在冬季應該加強檢查，做好空冷各處的溫度測試工作，并根據實際情況對防凍保護控制邏輯進行調整和修改。尤其是低負荷運行時，更是應該注重對其運行方式的調整。

具體來講，當直接空冷機組處于低負荷運行狀態時，其風機的運轉速度會非常低，甚至會全部停止運轉，此時直接空冷機組內部的風向和風力都會出現一定的變化，甚至會使機組出現大幅擺動的現象，此時就更容易造成空冷散熱管束的凍結。為此在冬季低負荷運行的過程中，應該盡量防止出現風機全部停止運轉的情況發生，最好可以通過對風機各項運行參數的調整來實現風機的不停機低負荷運轉，還可以使逆流式凝汽器風機進行反轉，以很好的抵制自然通風對系統內部的影響，從而避免空冷散熱管束在較長的時間內都保持較低的溫度，進而避免了空冷散熱片的凍結。

三、其他防凍措施

1 退出部分空冷凝汽器。目前，在直接空冷系統中在，在各組空冷進汽口一般設計有隔離閥，運行中可以根據實際情況將其關閉，退出部分散熱面積，達到防凍的目的，然而因隔離閥關閉不嚴密，會造成運行中的空冷凝汽器受凍，所以機組在冬季滑參數停機過程中，應在一定時機將其及早退出，以減輕其它運行中的空冷凝汽器因受熱流量分配不均而受凍的可能性。

2 投入旁路系統增加空冷島的進汽量。汽輪機組在冬季滑停時，如對缸溫無特殊要求，則應在滑停階段達到55%～60% 額定負荷后，通過鍋爐降溫降壓，當汽缸溫度達到最低時，及時打閘停機。這樣有利于機組消缺后安全順利地啟動：按機組停運5d～7d計，機組再次啟動時的缸溫一般在250℃～300℃之間，可以縮短暖機時間，盡快升負荷至最小防凍負荷以上，這有利于空冷凝汽器的防凍當汽輪機本體有消缺計劃，需要較低的汽缸金屬溫度時，就需要投入旁路系統參與配合。來防止滑停過程中空冷凝汽器受凍。

3 注意觀察凝結水的過冷度。一旦凝結水過冷度不正常增大，應主動降低真空設定值，盡可能避免觸發防凍保護。防凍保護是機組防凍的最后一道防線，一旦保護動作，說明運行方式或設備已經存在較大問題，應及時進行調整和檢查。

結語

當然，在電廠直接空冷機組的冬季運行中，可采取的空冷散熱管束防凍措施不僅僅只有本文所闡述的幾種。還可以通過控制機組冬季滑參數、對空冷運行方式的調節等方式來避免空冷散熱片的凍結。而在此過程中，做好檢查工作十分重要，只有及時發現機組運行中出現的異常情況，才能盡早采取應對措施來加以防范，以確保直冷空冷機組在冬季也可以穩定可靠運行。

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