300MW直接空冷机组空冷岛的防冻措施
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摘要：火电厂空冷机组空冷系统冬季凝结水的过冷很容易因结冰导致空冷散热器的堵塞，尤其是启停机过程中以及低负荷运行状态下，空冷防冻措施就显得尤为重要。本文就300mw空冷机组过冬的实际情况进行介绍，为同类型机组运行提供借鉴。
关键词：直接空冷 防冻 措施
中图分类号：TK264 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0074-02
当环境温度低于2℃时，空冷系统进入冬季运行，凝结水的过冷保护成为空冷凝汽器重要的内容。凝结水的过冷很容易因结冰导致空冷散热器的堵塞，如果频繁发生，散热器就可能变形甚至被损坏，因此，直接空冷机组在低于冰点的温度下运行期间，要严格采取一切措施避免凝结水过冷现象。在正常运行期间并且当环境温度低于某一结霜点时，在逆流凝结管的上部会发生结霜，只是由于有过冷现象发生。如果这种状况持续一段时间，比如在24小时内环境温度始终低于冰点，就可能会逐渐地堵塞逆流散热器基管的下端，并且妨碍不可凝气体的排出。
空冷系统简介如下。
空冷系统包括空冷凝汽器管束、凝结水收集联箱、蒸汽分配管、排汽管道、空冷小管道(凝结水管道、抽真空管道、清洗管道、补充水管道)以及保证空冷凝汽器能够安装和安全运行的钢结构部分包括管束侧梁及其支撑、管束下部的密封板、水平单轨梁、冷却单元间的隔墙及门，风机桥架，平台至风机桥架间的踏步，两列空冷凝汽器之间的联络步道、小爬梯，踏板等。如图1所示。
空冷设备主要有散热器、轴流风机等。散热器由若干组镀锌椭圆钢管外套矩形钢翅片的翅管组成，空冷凝汽器典型结构如图2。汽轮机排汽缸排出的乏汽经过管道引至空冷器的乏汽分配联箱，然后由乏汽分配联箱再分配到各个顺流区的翅管中，冷空气由轴流风机从空冷塔底部吸上来，在翅管外部流过来冷却管内的乏汽，热空气从空冷塔顶部排向环境，从而使乏汽凝结成凝结水，然后由凝结水管道回收至凝结水箱，没有完全凝结的乏汽继续流经逆流区翅管继续冷却回收。
1 空冷散热器管束冻结的原因
(1)影响空冷凝汽器冻结的主要原因有以下几点。
①气象条件。
②空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、进汽时间。
③空冷风机的运行方式的控制。
④排汽参数的控制。
⑤旁路系统及疏水系统的配合。
(2)空冷机组运行在环境低于2℃的情况下，再加上空冷散热器各管灌排之间的热负荷分配不均匀，以及大量的不能凝结气体的存在，就会发生管内流体凝固、堵塞和冻结现象。带来空冷凝汽器的传热性能大大降低，严重时发生空冷凝汽器损坏，甚至导致空冷系统及机组停运。
(3)空冷器在稳定条件下，底部和顶部排管与空气相接触的先后的次序不相同，各排管的蒸汽冷凝区的分配是不相同。由于底部排管首先与冷空气接触，如果冷凝器在管子中间的某一点结束，其余管长就形成冷却区。在此冷却区内，凝结水急剧过冷，在低温下就会发生冻结。
(4)在空冷器中，如果不凝气体不能及时排出，也会在低温条件下发生冻结，产生死区和空气聚集现象，在寒冷的冬季就会发生管束冻结。
2.1 空冷厂家推荐防冻措施
(1)如果在环境温度＜2℃时，某一个凝结水的温度低于20℃，排气压力相应提高3kPa。如果半小时后局部过冷现象仍然存在，第二台水环真空泵应投入使用。
(2)当环境温度＜2℃时逆流区风机反转程序启动，间隔30min(此数据可以调整)关闭排间连续的2个逆流风机，并以反方向15Hz(30％)的速度运行5min(此数据可以调整)，其他风机保持在ON状态。5rain加热周期结束后，此逆流风机停运，过一段时间，将逆流风机速度调整为与其他风机方向速度均相同。半小时后，第二街2个逆流风机按照上述同样进行操作，其它街的逆流风机逐一进行。
(3)如果排气温度和所有未隔离的抽空气的平均温度之差大于15℃，且持续时间大干10min，则第2台真空泵启动。如果上述温差小于6℃且持续5min以上，第2台真空泵关闭。
(4)启停机过程中空冷进气蝶阀开启的数量的多少，对最小热负荷和最小排量有很大的影响。在4个蒸汽隔离蝶阀阀体上加装伴热带及保温，防止阀内结冰无法开关。
2.2 实际实施的防冻措施
(1)在1 6个逆流区抽空气管道支管加装保温。
(2)在凝结水管道上加保温，减少凝结水的过冷。
(3)在补水管道上加装电加热，冬季运行一直投运。
(4)将每台机组第一列和最后一列散热器下联箱处加装保温及铝皮进行防冻。在最外侧两列散热器上铺帆布进行防风。
(5)冬季风机停运时，封闭风筒人口。
3 冬季空冷的注意事项
(1)在12个逆流区抽空气管道加装伴热带及保温，系统运行中必须投入。
(2)在4个抽空气阀体伴热，系统运行中必须投入防止阀内结冰无法开关。
(3)机组在低负荷下长期运行，通过运行采取调整措施仍有部分散热器过冷时，应将产生过冷的散热器用准备好的帆布盖好保温，并将其对应风机的风筒用帆布封堵，减少散热器的通风量，从而避免散热汽的进一步过冷。
(4)机组在冬季启动前(环境温度＜2℃)，应检查空冷凝结器各列进汽隔离阀关闭，如果怀疑阀门关闭不严密，应及时查明原因并进行处理。
(5)在空冷系统投运前两小时检查空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行，确保阀门开关灵活。空冷系统停运前一小时检查空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行，待停机后四小时停运电加热。
(6)在空冷系统投入运行后，检查逆流抽空气管道伴热带必须投入运行，机组停运两小时后停运抽真空管道伴热带。
(7)机组正常运行中，检查空冷凝汽器各列凝结水温度，应控制在45℃以上运行。检查空冷凝汽器各列逆流区抽空气温度，应控制在35℃以上运行。
(8)空冷凝汽器投运运行后，检查各列散热器之间的隔离门关闭，防止窜风。
(9)冬季运行期间应定期就地实测各列散热器上、下、中部的温度，且各列散热器上、中、下部温度差不得超过5℃，顺流散热器下部温度不得＜50℃，尤其应注意各列凝结水温度测点对应侧的联箱温度不得＜50℃，(防止空冷散热器在运行中造成局部过冷)。
(10)冬季启、停机过程中应设专人对空冷凝汽器各列散热器迎风面下联箱(凝给水温度)及散热器管束进行就地温度实测，有亦应时应增加检查和测量次数。
(11)机组在停机过程中，随着负荷的降低，结合凝结水温度的下降，逐渐进行降转速、停风机的操作，保证凝结水温度在45℃以上。随着机组负荷的降低，当风机全部停运后，应逐渐停止单列散热器运行。
(12)如遇可预见的特殊天气，应提前做好防护措施(如加负荷、增加背压等)。特殊天气应增加就地检查的次数。
(13)做好各种记录，为防冻工作提供充足的一手资料。
4 结语
要保证直接空冷机组冬季滑参数启、停操作过程中不发生凝汽器大面积冻结，必须充分了解机组特性，合理地控制空冷凝汽器的运行方式、进汽参数及各项操作的时机，尽可能缩短机组启、停过程的时间。即使在管子内部发生部分冻冰，但只要能够及时发现并采取适当调整措施，利用其相邻管子温度较高，其辐射热量亦可使冰柱与管材分离解冻，极个别的散热管发生冻冰时，一般不会影响到运行机组的背压水平，但是，运行中绝对要加以控制，避免发生大量成片管束因表面温度低而发生冻结。
直接空冷机组目前还无法避免极个别散热器冻结的显现，遇到个别特殊气象条件仍然会严重威胁空冷岛的安全运行。在个别特殊情况下，应在保证机组安全的前提下，牺牲一部分经济效益，确保空冷岛的安全稳定运行。