330MW深度調峰機組直接空冷系統運行調節

張衛東 華電新疆發電有限公司昌吉分公司

隨著國家經濟的不斷發展，深度調峰機組直接空冷系統得到了非常多的關注，為了保證直接空冷系統能夠在深度調峰過程中發揮出應有的作用，國家也專門出臺了鼓勵政策。因此，有必要對330MW深度調峰機組直接空冷系統運行調節進行分析。

一、空冷散熱管束凍結分析

空冷系統通常可以分為直接、間接兩種類型。其中直接冷卻機組在實際使用過程中很容易在冬季出現散熱管束凍結的情況，這種現象也成為直接空冷系統需要面對的一項重點安全問題。目前我國相對比較常見的散熱器其翅片通常都會選擇單排以及多排扁平鋼、鋁芯管，這種材質在實際應用過程中雖然防凍性能非常優秀，但是在運行期間卻必須對其進行嚴格監管，以此來避免管束因表面溫度不足而導致翅片出現凍結的情況。通常在溫度不足0℃時，如果散熱器管排熱負荷不夠均勻，在大量不凝結氣體的影響下就有可能導致管束內流體出現凝固、凍結等情況。此時空冷島自身的導熱能力便會出現大幅下滑，嚴重時會導致散熱片出現變形的情況。翅片凍結主要是因為低負荷空冷風機運行調整、真空系統嚴密性、防凍措施不合格等問題導致的。

二、直接空冷系統運行調節的重要性

近些年，我國新疆地區的風能、太陽能等新能源設備的數量在逐漸提升，但是因為用電負荷容量等條件的影響，棄風、棄光等情況時有發生。由于這部分新能源在實際使用過程中存在間歇性、波動性等問題，所以在調峰機組沒有完全匹配之前無法完全投入到使用當中。此時電網調峰能力與用戶實際需求之間就會出現供需不平衡的情況，因此對于電網調峰能力的要求變得更高。在這種大環境下，燃煤電廠通過深度調峰機組特點進行改造工作成為一種必然趨勢。通過對深度調峰機組進行合理改造，能夠讓直接空冷系統的運行過程變得更加穩定、安全。通常情況下，深度調峰機組在低負荷運行期間，很容易出現水動力不足等各種問題，這時就會出現溫度失調的情況。水的結冰條件為溫度下降至0℃，當過冷水內部產生超過臨界尺寸的冰核時，便會出現結冰的現象。空冷島其管束在與外界進行換熱時，如果管束外界空氣的冷卻能力大于蒸汽凝結成水放出的熱量時，蒸汽就會沿著管壁出現凝結，并逐漸結冰，特別是空冷風機一側，更加容易出現結冰的情況。當管束出現結冰的情況之后，可供蒸汽流動的管道就會逐漸便窄，嚴重時甚至會出現斷流的情況，因此空冷系統的運行調節非常重要，能夠保證機組得以順利運行下去。

三、空冷島冬季防凍調節分析

就目前而言，很多大型機組其空冷凝汽器都會選用順逆流聯合結構，在低壓缸、低壓旁路出現蒸汽之后，蒸汽在壓差影響下將會進入到空冷島散熱器中。此時會優先進入到順流空冷風機，在葉片轉動帶來的冷卻效果下，蒸汽會在向下流動的過程中逐漸凝結，凝結水則會通過相同的形式流入到聯箱底部位置，此時汽輪機多數排氣便會在順流管中出現凝結的情況，而余下的蒸汽則將會與不凝結氣體一并流動到逆流風機內，蒸汽此時在向上流動時將會逐漸被完全凝結，凝結水則會因為重力帶來的影響逆向回流至底部聯箱，此時不凝結氣體就會經過真空泵抽吸后直接排放出去。順流散熱器在低溫環境下運行容易產生過冷、凍結等情況，而逆流風機雖然沒有過冷卻，但是其導熱效果則相對更差。

空冷島在冬季寒冷天氣下應該盡量保持在多風機、低頻率的狀態下運行，運行期間則應該避免同列、不同列散熱器出現熱負荷不均的情況，順流風機運行時應該保證轉速穩定，避免轉速出現偏差過大的情況。在運行過程中應該時刻遵循凝結水溫度由順流風機調節、抽氣溫度由逆流風機調節的調整方法。保證逆流轉速能夠始終大于順流轉速。二者之間的轉速偏差應該保證小于20%。逆流風機在調整抽氣溫度時應該采用手動調節方式，保證調節效果。還可以在對順流、逆流風機轉速進行調節時完成對順流、逆流管束蒸汽量的合理調節，若是發現凝結水溫度以及抽氣溫度在運行期間出現的大幅變化或者兩側溫差幅度超過3℃，則要在保證不影響背壓的同時下調順流風機轉速、并提升逆流風機轉速，以此來確保坑冷到管束內部的蒸汽數量，避免出現總結以及溫度偏差的情況。為了能夠保證機組經濟性，抽氣溫度可以控制在10℃～25℃的區間范圍內，保證最低背壓穩定性。

在出現供熱抽氣量大、蒸汽量不足的情況時，可以將空冷風機轉速逐漸下調至30%，并按照順序完成停運，直到停運完成后且排氣隔離閥搖嚴。為了能夠確保排氣時不出現過熱的情況，還應該盡量提升空冷風機轉速，持續保持機組以低背壓的方式運行，但是由于空冷風機相關規程要求，需要加強對背壓的監管，避免出現背壓突然上升的現象。除此之外，在空冷島管束測溫期間，順流管束應該在凝結管束1m距離位置處進行測量，逆流管束則應該在抽氣口0.5m距離位置處完成測量作業。測溫結束后要根據溫度情況合理調整空冷風機轉速，避免運行期間部分管束因為溫度而出現凍結情況。如果機組出現了跳閘情況，則要在第一時間關停風機，然后將排氣隔離閥以及能夠流入排氣設備的熱源關閉[2]。

四、結論

總而言之，330MW深度調峰機組直接空冷系統運行調節非常關鍵，通過合理條件直接空冷系統能夠使深度調峰機組的運行狀態得到保證，增加運行安全性。相信隨著更多人了解直接空冷系統的重要性，其運行調節方法一定會變得更加完善。