淺談660MW空冷供熱機(jī)組冬季防凍

摘 要：針對(duì)大機(jī)組空冷供熱機(jī)組冬季防凍壓力大的問(wèn)題，分析了空冷島冬季凍結(jié)原因，主要是不凝結(jié)氣體聚集和換熱能力大于熱負(fù)荷引起的，提出了防凍措施和和重新核算冬季最小防凍負(fù)荷，保證排汽熱負(fù)荷大于自然換熱，避免空冷島凍結(jié)。

關(guān)鍵詞：空冷；冬季防凍；供熱

受中國(guó)電力需求增長(zhǎng)放緩、新能源裝機(jī)比重不斷提高、發(fā)電側(cè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈等因素影響，利用小時(shí)逐年下降將成為火電企業(yè)必須面對(duì)的新常態(tài)，大裝機(jī)容量機(jī)組走供熱改造，以降低煤耗、增加獎(jiǎng)勵(lì)電量并獲得供熱收益將成為企業(yè)發(fā)展的一種方向。

一、空冷島工作原理

低壓缸做完功的蒸汽在管道內(nèi)首先下行進(jìn)入順流管束，在流動(dòng)的過(guò)程中被部分冷凝。凝結(jié)水（冷凝水）和非冷凝蒸汽被“A”型屋頂結(jié)構(gòu)底部的大尺寸凝結(jié)水聯(lián)箱收集。大約80%的蒸汽在通過(guò)順流管束時(shí)被凝結(jié)，剩余約20%蒸汽進(jìn)入逆流冷凝管束，蒸汽通過(guò)逆向流動(dòng)冷凝，即：剩余蒸汽和不可冷凝的氣體向上流動(dòng)，而凝結(jié)水向下流入凝結(jié)水聯(lián)箱。

不可冷凝的氣體在逆流冷凝管束頂部附近匯集，被吸入逆流冷凝管束頂部布置的空氣集管內(nèi)。這些集管與抽真空系統(tǒng)相連，以便從空冷凝汽器內(nèi)抽走不可冷凝的氣體。

凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)收集的凝結(jié)水在重力作用下排入汽輪機(jī)排汽裝置下的凝結(jié)水箱，由凝結(jié)水泵輸送至除氧器。

二、空冷島凍結(jié)原因分析

（一）造成空冷結(jié)凍的主要原因有以下幾點(diǎn)：

1、不凝結(jié)氣體聚集；2、冬季啟機(jī)，少量蒸汽進(jìn)入管束中凍結(jié)；3、操作不當(dāng)；4、換熱能力大于熱負(fù)荷。其中絕大部分的空冷島凍結(jié)是不凝氣體聚集引起的，不凝氣體聚集多由于同區(qū)域管束冷卻不一致，導(dǎo)致管束內(nèi)真空不同，部分管束出現(xiàn)兩端同時(shí)進(jìn)汽，不凝結(jié)氣體聚集管束中間，蒸汽的含量很少，凝結(jié)放熱很小，而空氣本身因?yàn)楸葻嵝。苋菀妆焕鋮s到環(huán)境溫度。當(dāng)凝結(jié)水流經(jīng)冷區(qū)的時(shí)候就會(huì)被冷卻，如果在冷區(qū)內(nèi)被冷卻到冰點(diǎn)，形成凍管，見(jiàn)下圖1。

三、防凍措施

（一）盡量保持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致，特別是同一列內(nèi)的各風(fēng)機(jī)應(yīng)保持轉(zhuǎn)速一致。

（二）加負(fù)荷時(shí)背壓滯后調(diào)整，減負(fù)荷時(shí)提前調(diào)整。

（三）定期進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)工作，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即組織人員進(jìn)行漏點(diǎn)查找，及時(shí)處理。

（四）迎風(fēng)面易凍部位加裝溫度測(cè)點(diǎn)，定期安排人員對(duì)空冷島測(cè)溫，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整。

（五）順流風(fēng)機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)改造，可以對(duì)已凍結(jié)的管束及時(shí)回暖化凍。

（六）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速改造，最低克達(dá)3 r/min。

（七）針對(duì)內(nèi)側(cè)局部管束溫度易低的情況，加裝擋風(fēng)苫布。

（八）對(duì)空冷島整體漏風(fēng)部位封堵。

（九）過(guò)冬前最好也進(jìn)行一次沖洗，有利于各換熱面的換熱效果均勻，減少由于換熱不均出現(xiàn)的冷區(qū)。

（十）控制逆流管束區(qū)的運(yùn)行方式：

1、保持逆流管束強(qiáng)有力的換熱效果有利于將汽/氣混合物從順流管束“抽”（利用凝結(jié)產(chǎn)生的真空）向逆流管束，從而防止順流管束兩端進(jìn)汽，以避免順流管束出現(xiàn)冷區(qū)（這也是設(shè)置逆流管束來(lái)解決防凍問(wèn)題的真正目的）。通常認(rèn)為逆流區(qū)的溫度低，最容易凍。實(shí)際上凍的大多數(shù)都是順流管束。

2、具體操作上應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間反轉(zhuǎn)逆流風(fēng)機(jī)、停運(yùn)逆流風(fēng)機(jī)或 讓逆流風(fēng)機(jī)以低于順流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行。否則順流風(fēng)機(jī)會(huì)被迫提高轉(zhuǎn)速以維持背壓，從而決大部分蒸汽在順流管束內(nèi)完全冷卻而導(dǎo)致空氣聚集。

3、合理使用逆流風(fēng)機(jī)的回暖。回暖不是為了防止逆流管束凍，而是為了防止抽氣口的堵塞，所以逆流回暖的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

四、空冷供熱機(jī)組防凍要點(diǎn)

換熱能力大于熱負(fù)荷的最大原因就是空冷島防凍流量不夠，即由于進(jìn)入空冷島的蒸汽流量不能滿足自然換熱而結(jié)凍，一般空冷島廠家會(huì)給出冬季最小防凍流量及對(duì)應(yīng)負(fù)荷，后期進(jìn)行供熱改造后由于部分蒸汽抽走，進(jìn)入空冷島的蒸汽量減少，需要通過(guò)式（1）新核算冬季最小防凍負(fù)荷。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)重新核算冬季最小負(fù)荷，采取相應(yīng)措施加強(qiáng)運(yùn)行測(cè)溫與調(diào)整，可以有效避免空冷供熱機(jī)組冬季凍結(jié)問(wèn)題。