350MW超臨界間接空冷機組冬季防凍措施

趙軍

【摘 ?要】間接空冷機組工作時，其散熱器是展現在空氣中的，當冬季來臨，在寒冷的地區運行，散熱器的翅片管是非常容易發生凍結的情況的，這就會導致停機事故的發生。一旦散熱器的翅片管被凍裂，是需要很長的修復時間的，修復的過程也是比較復雜的。這就會給電廠造成很大的經濟損失。本篇文章將對350MW超臨界間接空冷機組的冬季防凍措施進行闡述，以便大家作為參考。

【關鍵詞】350MW超臨界;間接空冷機組;防凍措施

引言：間接空冷機組的散熱器是通過環形垂直的方式，布置在自然冷卻塔底部的進風口位置。在寒冷的冬季，散熱器翅片管中的冷卻水由于冷度在不斷增強，因此，翅片管很容易出現凍裂的狀況。在進行間接空冷機組調試過程中，并沒有熱負荷，在冬季進行注水和沖洗工作，就要充分考慮防凍相關問題。所以，在寒冷的冬季，進行350MW超臨界間接空冷機組的防凍是非常必要的。

1、空冷機組凍結的原因

1.1散熱器翅片管內水流速過低

循環冷卻水在翅片管仲以層流狀態流動，空氣溫度小于0℃，就會出現結冰的現象。由于翅片管的管徑較小，水流速較低，管內流體的雷諾數就會越低。當低于臨界雷諾數2300時，就會出現管內水流層流的狀態。這就導致流體放熱由對流轉放熱轉為傳導放熱，與管體接觸的流體溫度會快速降低，進而出現凍結情況。這就會導致管道阻力變大，流量降低，凍結加速。

1.2環境溫度過低

空氣環境的溫度過低，百葉窗不恰當的調整角度，都會導致散熱器出水的溫度降低。空冷散熱器位于自然冷卻塔底部的進風口處，并且會有自然進風。在熱負荷穩定時，冷卻能力與空氣環境的溫度有直接關系。在很冷的冬季，氣溫比較低，散熱器翅片管內部的冷卻水溫度會降低。如果氣溫在不斷下降，管內的循環水會產生更大的冷度，散熱器暴露在空氣中，這樣的情況下，采用百葉窗進行進風量的控制，也是難以抵御寒風的，這就會導致翅片管內出現凍結情況，嚴重的會出現變形和凍裂，導致設備破損。

1.3不充足的溫度測點

空冷塔的冷卻管數量是比較多的，通常情況下，是不會再所有的冷卻管表面進行溫度測點的布置的，在寒冷的冬季，翅片管內的回水溫度會比較低，并且溫度測點布置的不均勻，就很容易導致有些區域內的管體出現凍結情況。

1.4管束被雜質堵塞

冷卻水的水質出現不合格的情況，就會出現雜質堵塞管束的問題。在冬季，由于溫度過低，雜質堵塞已出現管束凍損的情況。

2、防凍措施分析

2.1運行中的防凍措施及注意事項

2.1.1百葉窗調整控制措施

如果遇到下雪天氣，還應增加同步校驗的次數，防止百葉窗被積雪卡澀。對百葉窗同步校驗時，應先解除某扇區百葉窗的自動控制，記錄百葉窗當前開度，記錄該扇區的出水溫度。當全關百葉窗時，檢查扇區各百葉窗的開度，應全部為關閉狀態。檢查控制屏的畫面是否已顯示“百葉窗關閉”的信號。開啟扇區百葉窗至原來開度，檢查各百葉窗的開度是否一致。投入百葉窗的自動控制，調整自動控制的設定值。如有不同步的現象，應及時處理。冬季運行中，需嚴密監測百葉窗自動控制狀態，禁止隨意解除百葉窗的自動控制指令。對于扇區百葉窗的調整，應確保扇區的出水溫度及冷卻柱溫度的要求。冬季各扇區出水溫度的設置，應保持一致，百葉窗開度偏置不得隨意設置，以保證扇區冷卻柱溫度能反映整個扇區冷卻管束的溫度。應隨時檢查 DCS 畫面的控制狀態。各扇區百葉窗的開度應同步，檢查是否存在開度過大等情況，就地進行冷卻管束的測溫，防止管束發生過冷現象。當冬季的環境風速高于 5 m /s 時，應注意風向對扇區冷卻柱溫度的影響，及時根據冷卻柱溫度，提高迎風面扇區的出水溫度。在冬季寒夜時，不得放松對扇區管束的測溫工作，根據各扇區百葉窗開度及冷卻柱溫度進行選擇性測量，管束溫度的測量位置，應距基管底部約60 cm 高度，發現存在過冷情況，應及時采取措施。在冬季主導風向為西北風時，應特別注意某些扇區的出水溫度，及時關小該扇區的百葉窗。

2.1.2 循環水泵運行方式調整措施

機組運行時，循環水泵啟停操作規定為：循環水泵啟動運行，聯鎖開啟循環泵出口的液控蝶閥。當循環水泵停運，應在 DCS 控制屏畫面中關閉循環水泵出口的液控蝶閥。間接空冷塔夏季高溫時段運行時，應嚴格控制機組背壓。必要時通過限制機組負荷，留出約 20KPa的背壓裕度，防止在高溫環境條件下，由于氣候等干擾因素背壓嚴重惡化掉機，機組運行期間不得單臺循環泵運行。間接空冷塔環境溫度低于+2℃時進入冬季運行期，機組在遇有啟動和停機操作時，必須提前了解并監視環境氣象條件的變化，當循環水熱水溫度大于40℃時，才能投入扇區運行。機組負荷降低后，應及時調整關閉迎風面的百葉窗，隨后再逐漸關小其它方面百葉窗。當百葉窗全部關閉后，扇區出水溫度仍低至 20℃時，應退出部分扇區運行，至到冷水溫度上升到 22℃為止。運行中保持兩臺循環泵運行，防止循環水流速低造成冷卻三角結凍。停機過程中停循環泵必須保證冷卻扇區的最小防凍流量，在退出全部扇區后，且系統處于旁路運行方式后方可停止一臺循環泵。

2.1.3空冷扇區的投運和退出

在冬季工況下，空冷扇區的投入，應在鍋爐點火旁路投入后逐步進行。停機過程中，根據各冷卻扇區的出水溫度，逐步退出所有扇區的運行，防止扇區出水溫度下降過快而發生管束的凍結現象。正常運行時，如果某一扇區退出運行，對其兩側扇區的百葉窗，應進行偏置設置，適當關小百葉窗，防止寒風造成扇區的局部過冷。

2.1.4其他注意事項

進入冬季前，應對扇區的各種防寒設施進行檢驗，確保各閥門、百葉窗動作可靠。機組啟、停時，要就地檢查閥門動作是否可靠。循環水泵要保持良好狀態，在冬季，至少要保持 2 臺循環水泵運行，提高循環水的流速，防止散熱器結冰。若扇區發生泄漏，需及時將該扇區退出運行，防止泄漏水在外部結冰后凍壞散熱器。要避免在環境溫度較低和夜間對扇區進行充水和泄水操作，以免扇區凍結。在冬季運行時，每班次應使用紅外成像儀，對扇區檢查一次，判斷是否存在管束凍結或溫度明顯偏低的部位。如發生管束凍結現象，應關閉百葉窗，并用棉門簾覆蓋冷卻三角進行保溫，同時，提高扇區的整體出水溫度，利用相鄰冷卻三角散發的熱量解凍。在冬季，選擇溫度較低的時段，對各扇區冷卻三角出水口膨脹節處進行點溫槍測溫，對每個百葉窗執行機構控制的兩組冷卻三角進行紅外測溫，并做好記錄。

2.2機組停機后防凍措施

冬季停機后，應盡快停運所有的循環泵，并開啟熱水管緊急泄水閥及冷水管緊急泄水閥將系統內地面上的水排入地下儲水箱。冷卻三角扇區進、出水管泄水閥開啟到位扇區內無存水，檢查各管段、扇區、排水槽是否有存有積水未排盡，同步采取防凍預防措施投入相應的輔助伴熱裝置。

2.3事故情況下的防凍措施

如遇機組跳閘，機組無法在短時間內恢復運行時，應有專人監測扇區的出水溫度，并立即將所有扇區退出運行。如果發生循環泵跳閘，僅有 1 臺循環泵運行，應立即啟動備用循環泵。必要時，程控退出部分扇區運行。防止單臺循環泵過負荷跳閘或扇區冷卻管束內的水流速過緩，導致管束凍損。

結束語：在寒冷的冬季，350MW超臨界間接冷卻機組的防凍措施的實施是非常重要的，要注意百葉窗的同步校驗。正確的進行循環水泵的啟停操作，要注重空冷扇區的投運和退出以及停機后的相關處理事項。避免間接冷卻機組出現翅片管凍裂事故的發生。這些措施能夠有效的避免空冷散熱器出現故障，為其正常運行提供有效保障。

參考文獻：

[1]高寒地區間接空冷機組散熱器防凍預暖措施[J].劉培忠，楊志軍.中國電力.2013（05）

[2]350MW國產超臨界燃煤供熱機組間接空冷系統防凍分析與探討[J].武亭玉.內蒙古科技與經濟.2015（09）

[3]某電廠間接空冷設備分析[J].趙建剛.科技與創新.2014（02）

（作者單位：第一師電力有限責任公司培訓中心）