高寒地区直接空冷机组空冷凝汽器自动防冻控制

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2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVo1．39No．3(Ser．No．214)高寒地区直接空冷机组空冷凝汽器自动防冻控制Anti—freezingControlofDirectAir——coolingUnitAir—-condenserinHigh—latitudeandColdArea耿胜民，吕雪霞，张勇，赵武臣，佟玉，郭健(1．东北电力科学研究院有限公司，沈阳110006；2．通辽霍林河坑口发电有限责任公司，内蒙古霍林河029200)摘要：通过试验研究的手段，对通辽霍林河坑口发电有限责任公司2×600Mw直接空冷机组空冷凝汽器自动防冻控制进行了研究，给出了空冷凝汽器实现自动防冻控制的条件、空冷凝汽器实现自动防冻的技术关键、空冷凝汽器自动防冻控制过程，解决了高寒地区直接空冷机组空冷凝汽器自动防冻控制的难题，为直接空冷机组空冷凝汽器的冬季安全运行提供了有利的保障。关键词：直接空冷机组；空冷凝汽器；自动防冻控制中图分类号：TK264．1文献标志码：B文章编号：1009-5306(2011)03—0011-03通辽霍林河坑口发电有限责任公司位于霍林郭1．1系统工艺流程勒市，地处大兴安岭西坡，为山地向内蒙古高原的过从汽轮机低压缸排出的乏汽，经由2根内径为渡地带，属于寒温带大陆季风气候，冬季严寒漫长，6000mm排汽管道引出主厂房外，垂直上升到无霜期短，昼夜温差大，经常出现低温、冷冻、干旱、37．8m高度后，向两侧引出8根内径为3000mm大风、暴雪、沙尘等恶劣天气。累年极端最高气温为的蒸汽分配管，将乏汽引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱，每组配汽联箱与7个冷却单元相连接。当乏汽37．1lC，累年极端最低气温为一39．4lC，累年平均通过联箱流经冷却单元时，大量的冷空气被轴流风气温为1．1C。海拔高度920m。机吸人通过翅片管外部进行表面换热，将乏汽的热通辽霍林河坑口发电有限责任公司2×量带走，从而使排汽凝结为水。凝结水由凝结水管收600Mw直接空冷机组于2008年8月投入运行。空集起来，排至凝结水箱，由凝结水泵升压，送至汽轮冷凝汽器是哈尔滨空调厂首批制造的2台单排管直机热力系统。汽轮机排汽中7O～80的乏汽在顺接空冷散热器。由于国产单排管直接空冷机组技术流凝汽器中被冷却，形成冷凝水，剩余的蒸汽随后在起步较晚，空冷凝汽器缺少冬季设计和运行经验。逆流凝汽器中被冷凝。在逆流凝汽器中由于蒸汽和2008年冬季，空冷凝汽器需全天24h进行人工防冷凝水是逆流的，保证了冷凝水不易发生过冷及冻冻维护，其劳动强度之大和工作环境之恶劣使人难结。在逆流管束的顶部设有抽气系统，能够比较顺畅以承受。即便如此，空冷凝汽器散热片冻裂现象仍时地将系统内的空气和不凝气体排出，避免运行过程有发生。为了解决空冷凝汽器安全过冬的问题，2009中空冷凝汽器内某些部位形成死区，冬季发生冻结年年初，中国电力投资集团蒙东能源公司立项，对霍情况。每个逆流单元接有4根抽真空管。在第1、2、林河坑口发电有限公司2×600Mw直接空冷机组3、6、7、8列上配有进汽电动门、凝结水电动门和抽空冷凝汽器自动防冻控制进行研究。真空管电动门。在每个逆流冷却单元位置布置凝结水温度和抽真空管温度测点。1直接空冷凝汽器系统简介1．2空冷凝汽器简介空冷凝汽器采用单排管空冷凝汽器。由56个空收稿日期：2011-03—25作者简介：耿胜民(1961一)，男，高级工程师，从事热工自动化专业技术工作。 2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVo1．39No．3(Ser．No．214)冷单元(8列7排)组成，其中顺流单元为40个，逆冻列冷却风机的动作关系；同一列冷却单元空冷风流单元16个，逆流单元布置在2排和6排，顺流单机在防冻过程中的动作关系；2列空冷冷却单元防元布置在1、3、4、5、7排；每个冷却单元由8块冷却冻的时间间隔。通过试验得出的结论如下。翅片管束和一个直径9．14rn的轴流风机组成。8a．以抽真空管温度为主要判据，以凝结水温度块翅片管束以接近6O。角组成的等腰三角“A”型结作为辅助判据，作为判断空冷凝汽器是否冻结和结构，“A”型两侧分别为4个管束，顺流管束长度为束防冻最为有效的判据。冻结的判据：凝结水温度不10．032m，逆流管束长度为9．532m，宽度均为高于20C且抽真空管温度不低于10C；防冻结束3．02m，由单排翅片管组成。每根翅片管由铝制椭判据：凝结水温度不低于25C且抽真空管温度不低圆管和翅片构成，椭圆管规格为220mm×2Omm，于15C。壁厚为1．5mm，翅片规格为200mm×19mm，厚b．凝结水的过冷度控制在5～8C内。度为0．25mm，翅片片间距2．3mm。轴流风机为变C．10列至80列冷却单元的防冻顺序为l0—频调节空冷风机。冷却风机功率为132kW，额定转80—2O一70—30—60—4O一5O。速为75r／min，最低转速为22．5r／min，最高转速为d．其他未进行防冻列冷却风机在同步运行，维82．5r／min持机组背压。e．确定每一列空冷冷却单元在防冻过程中，各2空冷凝汽器自动防冻控制顺流风机和逆流风机的动作关系为顺流冷却风机转速降低，逆流冷却风机反转。为了获得空冷凝汽器最佳防冻控制方案，2008f．根据环境温度，2列空冷冷却单元防冻的时年12月25日至2009年1月15日，在不同的环境间间隔分2种情况：环境温度低于一2C且不低于温度和机组负荷下，对空冷凝汽器多个参数进行测于一1OC，2列之间防冻时间间隔为5min；环境温试并对测试的参数进行归纳分析，最后得出的结论度低于一10C，2列之间防冻无时间间隔。是：通过控制每列2、6排逆流风机的间断反转，同时2．3自动防冻控制过程按照一定的规律降低同列其他顺流风机的转速来实2．3．1空冷凝汽器的自动防冻顺序现空冷凝汽器的自动防冻。自动防冻控制从外到内，即10列、80列、2O列、2．1实现自动防冻控制的条件7O歹0、3O歹U、6O歹U、40列、5O列(见图1)。a．空冷凝汽器实现自动防冻控制的条件，下列2．3．2每一列各空冷风机防冻控制执行过程条件同时满足：机组背压自动投入；环境温度不高于a．逆流风机降速，将风机降到最低转速一2C；自动防冻控制开关在自动位置。22．5r／min；b．空冷凝汽器自动防冻控制切除的条件，下列b．停止逆流风机；条件任一满足：机组背压自动未投入；环境温度不低C．将逆流风机置于反转位置；于5C；自动防冻控制未在自动位置。d．启动逆流风机，逆流风机运行420S或凝结2．2实现自动防冻的技术关键水温度和抽真空管温度达到规定值；通过降低顺流风机的转速，同时间断地运行逆e．逆流风机降速；流风机的反转来提高机组的背压可以有效地防止空f．停止逆流风机120S；冷凝汽器的冻结，但无限度地提高机组的背压，会对g．将逆流风机置正转位置；机组的经济性造成一定的影响。如何在保证在空冷h．启动逆流风机；凝汽器不冻结的前提下，最大限度地降低机组的背i．恢复风机转速到防冻前转速，程序结束。压，提高机组的经济性，是空冷凝汽器自动防冻的主在每列的防冻过程中，同列的顺流风机转速按要技术关键。解决这一技术关键需确定以下几个方照下面2种情况处理：当前转速小于45r／min保持面问题：空冷凝汽器冻结的判据和空冷凝汽器结束在当前转速；当前转速大于45r／min，转速降为原来自动防冻的判据；凝结水过冷度的控制范围；组成空的1／2。冷凝汽器各列冷却单元的防冻顺序；其他未进行防·12· 2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVol_39No．3(Ser．No．214)丌始2O列执行自动防冻程序一YNN3o~4J执行自动防冻程序，0列防痨，0列防疬、结＼束吗／IY40~／IJ执行自／0列防涝8oYU执行自动防冻程序结束吗动防冻程序YY50列执行自列防霖＼动防冻程序结束吗Y图1空冷凝汽器自动防冻控制逻辑框图3效果分析热力不均现象明显减少，各凝结水温度和抽真空管温度分布均匀，各列凝结水管温度与抽空气管温差通辽霍林河坑口发电有限责任公司2×明显减小，有效地防止了空冷凝汽器的局部冻结。600Mw直接空冷机组空冷凝汽器自动防冻控制经近两年的运行表明，高寒地区直接空冷机组空过两个冬天的运行考验。截至2010年3月，在环境冷凝汽器自动防冻控制策略的实施，解决了直接空温度达到一25lC的情况下，空冷凝汽器各散热器未冷机组空冷凝汽器冬季的防冻问题，为机组空冷凝挂苫布防冻也未冻结。2009年l1月至2010年1汽器的安全运行提供了有利的保障。月，2台机组启机5次，空冷凝汽器运行正常。空冷凝汽器实行自动防冻控制后，各列风机均在同步转(编辑郝竹筠)速下运行，各列散热器管束进汽均匀，各散热器管束广告目次、1．变压器有载分接开关动作特性交流测量装置简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(封一、封四)2．水内冷发电机热水流试验装置简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯··(封二)3．QZY一3型转子对中瓢偏晃度综合测量仪简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(封三)·13·