直接空冷机组冬季启停冻结问题及防范措施探讨

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1、直接空冷机组冬季启停冻结问题及防范措施探讨和湿冷机组相比，高寒地区的直接空冷机组在启、停机过程中空冷凝汽器会发生大面积冻结、损坏等事故。影响空冷凝汽器冻结的主要原因有：①环境条件；②空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、进汽时间；③空冷风机运行方式的控制；④排汽参数的控制；⑤旁路系统的配合。1、冬季滑参数停机中运行参数的控制情况允许的条件下，要尽可能安排直接空冷机组在口天进行滑参数停机。可利用相对高的环境气温和日照条件，有效地推迟和缓解空冷凝汽器内部结冰的进度，同时必须尽可能地减弱其内部结冰的程度，为机组启动创造良好的条件。当环境温度降到2°C以下

2、时，在空冷凝汽器管束中就有可能出现内部结冰的现象。目前，直接空冷系统设计的温度监测点少，单从表计监视不能及时发现空冷凝汽器散热管束受冻。实际经验表明，当表计显示出温度异常时，空冷凝汽器内部已发生大面积受冻。所以运行中必须加强监视、调整和就地检查。(1)、机组运行背压。当环境温度越低时，根据空冷凝汽器防冻要求,需要的最小热量应越大。机组负荷一定时，运行背压越高，排汽温度和排汽量越大，有利于防冻。为了保证空冷凝汽器的安全，适当提高机组运行背压是非常必要的。但是，必须限制汽轮机在对应工况下背压保护曲线的报警值以内。(2)、各逆流式凝汽器真空抽气温

3、度。它是空冷凝汽器整体运行情况的反映，即使此温度比较高，也不能保证所有逆流管束的防冻安全。运行中曾发现在环境温一15°C时，真空抽气温度高于40°C的情况下，空冷凝汽器逆流管束内部曾出现部分结冰现象。(1)、加强就地检查。运行中监视的参数是反映空冷凝汽器整体运行情况，不能反映局部冻结特征，而散热管束内部结冰是渐进形成的。加强对空冷凝汽器散热管束表面温度的实测检查，可以及时掌握空冷凝汽器内部蒸汽分配以及局部冻结的情况。(2)、凝结水收集联箱的表面实测温度。直接空冷凝汽器釆用一定的顺、逆流面积配置合理时(国电怀安热点有限公司为4：1),绝大多数

4、蒸汽在顺流凝汽器中凝结成水，而逆流式凝汽器仅有少量的蒸汽，以便于最大限度地回收蒸汽。而在冬季寒冷季节，当机组负荷较低吋，逆流管束内部可能仅仅存在极少量的蒸汽凝结，通过实测凝结水收集联箱的表面温度便可以直观地反映出顺流凝汽器的散热效果。凝结水收集联箱是防冻工作中最关键的部位。(3)、空冷凝汽器散热管束表面温度偏差。根据直接空冷系统散热管束结构的特点和实际运行情况，单排管散热管束表面温差有3种情况：①配汽联箱对应的蒸汽分配管由于热力和流量分配不均造成的表面温度偏差；②对应于散热三角形两腰布置的散热管束由于热力和流量分配不均所造成的表面温度偏差；

5、③散热器相邻管束间由于热力和流量分配不均所造成的表面温度偏差。2、停机过程的主要防冻手段冬季滑参数停机过程中，为了避免空冷凝汽器内部岀现大量结冰现象，应满足空冷凝汽器防冻所需的最小热量，应适当提高机组在滑停过程中的背压值和旁路系统相配合来实现。对于汽轮机而言，较大的负荷也有利于汽缸金属的冷却。据直接空冷机组运行数据显示，理论上机组负荷高于40%额定负荷时，基本上可以满足冬季滑参数停机时空冷凝汽器所需的热量。但值得注意的是，从理论折算岀来的负荷是指各个散热器之间的平均热量，但空冷凝汽器中存在热力和蒸汽流量分配不均的现象，因而会造成部分散热管束

6、分配的热量小于平均热流量，这种现象必须在冬季予以足够重视。所以运行机组冬季的最低出力应比计算值高15%〜20%,才能以最低成本确保空冷凝汽器的安全。在滑参数停机过程中，应适当提高机组的运行背压，这需要降低运行冷却风机的转速或者停止部分冷却风机。存在的问题是：直接空冷系统在夏季和冬季时受风力和风向的影响都相当大。夏季受大风的影响，机组背压晃动幅值可达20kPa,冬季最大背压晃动值也能达到10〜15kPa。在冬季大风降温期间，仍然难以保证空冷岛的安全，因此，直接空冷机组防冻最直接且有效的方法是使机组带上较高的负荷。另外，在冬季运行中所有风机全部

7、停止运行后，直接空冷系统会变得更加脆弱，受大风影响的程度也会加重，因此运行中应避免出现风机全停的工况。2・1、合理调整冷却风机组的运行方式冬季运行中所有风机全部停止运行后，直接空冷系统变得更加脆弱，受大风影响的程度也要加重，因而运行中应避免出现风机全停工况的发生。通过采用合理的冷却风机组轮换运行和逆流式凝汽器风机反转，可抑制自然通风对逆流式凝汽器内部蒸汽的冷却，这样也就减小了其结冰的可能性。成组轮换风机运行，可以防止空冷凝汽器管束局部过冷。2.2、退出部分空冷凝汽器目前，在直接空冷系统中一般设计有数目不同的隔离阀，运行中可以根据实际情况将其

8、关闭，退出部分散热面积，达到防冻的目的。然而因隔离阀关闭不严密，会造成运行中的空冷凝汽器受冻，所以机组在冬季滑参数停机过程中，应在一定时机将其及早退出，以减轻其他运行中的空冷凝汽