低溫天氣下間接空冷系統控制策略研究

邢照凱，高麗紅

（國核電力規劃設計研究院，北京100095）

低溫天氣下間接空冷系統控制策略研究

邢照凱，高麗紅

（國核電力規劃設計研究院，北京100095）

對于間接空冷系統，在低溫天氣下必須保證間冷塔循環水出水溫度高于防凍所需的設定值，否則將可能由于出水溫度過低造成間冷塔內散熱器受凍甚至破裂的情況。針對上述情況，提出了低溫天氣下間接空冷系統需要采取的控制策略，為應對此種天氣影響提供了可行的方案。

低溫天氣；間接空冷；控制策略

引言

對于間接空冷系統，在低溫天氣下必須保證間冷塔循環水出水溫度高于防凍所需的設定值，否則將可能由于出水溫度過低造成間冷塔內散熱器受凍，如未及時發現，甚至會出現間冷塔散熱器大面積受凍、破裂的情況[1]。

針對上述情況，需要研究低溫條件下對間接空冷系統的控制策略，以避免出現因環境溫度低造成散熱器受凍，進而影響設備及機組安全運行情況的發生。

1 低溫條件下間接空冷系統主要被控參數分析

通常在環境溫度＞5℃的運行工況下，間接空冷系統的主要被控參數為凝汽器背壓。在百葉窗調節回路中，凝汽器背壓調節器可以根據背壓實際值與設定值的偏差進行計算，從而產生百葉窗開度指令[2]。另一方面，在冬季低溫工況下，需要保證間冷塔循環水出水溫度在合理范圍，防止散熱器凍結，保證機組安全運行。

為實現上述目標，需要控制間冷塔的循環水出水溫度在一定范圍內，這樣既能滿足凝汽器背壓的控制需要（循環水出水溫度直接影響凝汽器背壓），也可以滿足低溫天氣下間冷系統的防凍需要。由于間冷塔的循環水出水是由每個扇區的循環水出水匯集而成，因此需要將每個扇區循環水出水溫度控制在一定范圍內。

每個扇區的循環水出水溫度采用PID控制器控制，其調節回路見圖1?？紤]到循環水出水溫度與循環水進水溫度和環境溫度密切相關，為提高響應速度，在單回路調節的基礎上增加了循環水進水溫度和環境溫度的前饋[3]。

圖1 扇區循環水出水溫度調節回路

另外，在冬季低溫工況下，若環境溫度較低造成凝汽器真空過低時，間冷塔需減少1臺循環水泵的運行或者關閉部分百葉窗來降低其散熱能力。但同時還應保持散熱器管束內循環水的較高流速，以降低管束內循環水的凍結可能。

2 低溫天氣下間接空冷控制策略

實際上，在間冷塔各扇區運行時，由于散熱器系統壓力不平衡、百葉窗開度不均、環境溫度及風速變化等原因存在不平衡溫差。當間冷塔整體循環水出水溫度正常時，在某些散熱器的翅片管內水溫可能已降至0℃，開始產生凍結。因此在冬季低溫工況下間冷塔循環水出水溫度不適宜取較低的設定值。冬季低溫工況下可采取以下運行模式：

1)冬季運行模式。當環境溫度小于2℃時，若凝汽器壓力大于阻塞背壓，且扇區循環水出水溫度大于某一定值（定值根據機組特性及防凍需要確定）時，控制百葉窗開啟；當凝汽器壓力小于阻塞背壓，且扇區循環水出水溫度小于某一定值時，控制百葉窗關閉。

2)保護運行模式。當扇區循環水出水溫度繼續降低至某一定值時，要關閉相應扇區的百葉窗以提高扇區水溫[4]。

另一方面，對于間接空冷系統也可以考慮采用模糊控制或預測控制等先進控制算法，將環境溫度連同凝汽器背壓、扇區循環水進水溫度、機組負荷等參數一并考慮，以維持扇區循環水出水溫度在設定值為目標，保證低溫天氣下散熱器不受凍，同時凝汽器背壓穩定，機組能夠安全運行。

3 結語

為避免出現低溫天氣下由于循環水溫度過低造成散熱器受凍甚至破裂的情況發生，本文分析了此種天氣下需要重點關注的被控參數，并說明了間接空冷系統需要采取的控制策略及措施，為應對此種天氣影響提供了可行的方案。

[1]焦宏波,竇紅霞.600MW間接空冷塔溫度的自動控制和優化[J].電力安全技術,2011(10):19-21．

[2]張應田,劉衛平,張宇,等.大型火電機組間接空冷自動控制系統優化[J].資源節約與環保,2014(2):21-23．

[3]高奎，辛軍放，趙暉,等.國產間接空冷系統控制策略及應用[J].電力建設,2014,35(2)：101-107．

[4]李春山.600MW機組間接空冷系統冬季防凍控制研究[J].電力安全技術,2010(6):53-54．

（編輯：賈娟）

Study on Control Strategy of Indirect Air Cooling System in Low-tem peratureW eather

Xing Zhaokai,Gao Lihong
(State Nuclear Electric Power Planning Design&Research Institute,Beijing 100095)

For indirect air cooling system,in low-temperature weather the circulating water outlet temperature of indirect cooling tower must be higher than the required set point for anti-freezing.Otherwise,the radiatormay be frozen and even be cracked because of the low-temperature circulating water.In view of the above situation,this paper puts forward the control strategy for indirect air cooling system in low-temperatureweather,which provides a feasible solution for such weather.

low-temperature weather;indirectair cooling;control strategy

TM 621

A

2095-0748(2016)23-0069-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.32

2016-11-10

邢照凱（1984—），男，山東臨沂人，碩士研究生，工程師，研究方向：電廠儀控系統；高麗紅（1982—），女，山東濰坊人，本科，工程師，研究方向：電廠熱工自動化。