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        直接空冷凝汽器系統(tǒng)防凍的應(yīng)用

        2011-12-18 06:30:20陳玉進(jìn)薛凌飛倪興來(lái)程廣民沈青薛帥帥
        關(guān)鍵詞:凝氣逆流抽汽

        陳玉進(jìn),薛凌飛,倪興來(lái),程廣民,沈青,薛帥帥

        (1.陜西延長(zhǎng)石油榆林煤化有限公司,陜西 榆林719000;2.兗州煤業(yè)榆林能化有限公司,陜西 榆林719000)

        直接空冷凝汽器系統(tǒng)防凍的應(yīng)用

        陳玉進(jìn)1,薛凌飛1,倪興來(lái)2,程廣民2,沈青2,薛帥帥2

        (1.陜西延長(zhǎng)石油榆林煤化有限公司,陜西 榆林719000;2.兗州煤業(yè)榆林能化有限公司,陜西 榆林719000)

        闡述了直接空冷凝汽器系統(tǒng)低溫運(yùn)行時(shí)的受凍原因,針對(duì)空冷式冷凝汽器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)防凍的典型難題,提出獨(dú)到見(jiàn)解和解決辦法。

        直接空冷凝汽器系統(tǒng),管束,受凍,防凍

        直接空冷凝汽器系統(tǒng) (Air Cooled Conderser,ACC)技術(shù)的日趨完善為富煤缺水性企業(yè)的節(jié)能減排和提高經(jīng)濟(jì)效益指明了新的潛力方向。陜北榆林周邊化工和電力企業(yè)選用大量的ACC,但在春冬季節(jié)投運(yùn)過(guò)程中ACC的受凍始終困擾著各企業(yè)。

        1 ACC受凍的原因

        眾多專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員公認(rèn):常規(guī)ACC投運(yùn)過(guò)程中受凍直接體現(xiàn)為管束及附屬設(shè)施被凍裂,導(dǎo)致的原因歸結(jié)為3種。

        1.1 抽真空系統(tǒng)工作不正常

        設(shè)備的設(shè)計(jì)或制造不合理、磨損或工作介質(zhì)不合格,如射水抽氣器的驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力過(guò)高或過(guò)低,水環(huán)泵的冷卻水溫度過(guò)高或冷卻水量過(guò)小,或者誤操作致使抽真空壓力小于最低控制壓力。

        1.2 系統(tǒng)中聚集了空氣等不凝氣

        當(dāng)系統(tǒng)有漏氣時(shí),抽汽系統(tǒng)功能下降,換熱不均勻造成不凝氣在系統(tǒng)中聚集形成低溫死區(qū)。抽汽在系統(tǒng)中的流動(dòng)正常時(shí)應(yīng)該如圖1左所示。但是如果停掉C2風(fēng)機(jī),C3風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行,則C3形成了一個(gè)強(qiáng)冷區(qū)而C2則形同抽汽分配管,從而有可能形成C3管束兩端進(jìn)汽。如果抽汽中含有不凝氣就會(huì)在C3中形成死區(qū)如圖1右所示。在死區(qū)中,蒸汽的含量很少,凝結(jié)放熱效果顯著,很易被降溫到環(huán)境溫度。當(dāng)凝結(jié)水流經(jīng)死區(qū)的時(shí)候就會(huì)被冷卻,甚至在冷區(qū)內(nèi)被冷卻到冰點(diǎn)而結(jié)冰。結(jié)冰的最終唯一結(jié)果就是將管束和附屬設(shè)施凍裂。

        1.3ACC在環(huán)境溫度低于3℃時(shí)長(zhǎng)時(shí)間小流量運(yùn)行

        理論和實(shí)踐證明,當(dāng)環(huán)境溫度低于3℃、抽汽量低于額定流量的30%時(shí),ACC運(yùn)行時(shí)間超過(guò)2 h,即使風(fēng)機(jī)不運(yùn)行,ACC也會(huì)在自然換熱過(guò)程中結(jié)冰而受凍。

        2 針對(duì)上述受凍情況的防凍措施

        2.1 針對(duì)第一種受凍情況的防凍措施

        2.1.1 逐步完善管束等設(shè)備的結(jié)構(gòu)

        管束優(yōu)先選用鋼制偏圓,因?yàn)槠珗A管束受凍后會(huì)變成橢圓形,受凍再?lài)?yán)重才會(huì)變圓直至脹裂。KD(順流管束數(shù)與逆流管束數(shù)比例)管束比科學(xué)合理;相鄰管束排的鋁翅片間距延風(fēng)向逐級(jí)遞減;在所有的翅片管束上方安裝用于減少和消除自然風(fēng)散熱的百葉窗;定期對(duì)抽真空系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng),如檢查不達(dá)標(biāo)需及時(shí)更換;在蒸汽分配管上加裝蝶閥使凝汽器可分段運(yùn)行。

        2.1.2 調(diào)整運(yùn)行方式

        當(dāng)大氣溫度很低或蒸汽負(fù)荷很小時(shí),必須通過(guò)降低分機(jī)轉(zhuǎn)速使凝汽器保持在規(guī)定值以上,以便抽真空系統(tǒng)可靠地將所有的不凝氣和殘存的蒸汽排出。在正常的氣候或蒸汽負(fù)荷條件下,投運(yùn)自動(dòng)調(diào)節(jié)會(huì)更適合調(diào)速要求。在極端條件下,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速甚至?xí)档偷搅恪?/p>

        2.2 針對(duì)第二種受凍情況的防凍措施

        2.2.1 保證系統(tǒng)嚴(yán)密性合格

        在恒定蒸汽流量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行真空衰減性試驗(yàn),而且要定期進(jìn)行,最好每月一次,試驗(yàn)控制的工藝指標(biāo)為壓損低于200 Pa·min-1,極限值為150 Pa·min-1;如果漏氣比較大時(shí),應(yīng)保持透平機(jī)的高被壓運(yùn)行。在保持抽真空系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)下,系統(tǒng)恢復(fù)到原排汽壓力的時(shí)間應(yīng)小于真空衰減的時(shí)間。

        2.2.2 當(dāng)環(huán)境溫度降低到3℃時(shí)對(duì)ACC投運(yùn)自動(dòng)和保護(hù)

        投運(yùn)自動(dòng)后軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速將按一般程序進(jìn)行6級(jí)逐級(jí)自動(dòng)切換運(yùn)行,這樣凝結(jié)水的過(guò)冷保護(hù)、逆流風(fēng)機(jī)的回滿(mǎn)保護(hù)、抽氣過(guò)冷保護(hù)以及軸流風(fēng)機(jī)的自身保護(hù)都能根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程控,有力地避免了人為疏忽而造成不必要的損失。

        手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)必須先啟逆流風(fēng)機(jī),停止時(shí)最后停逆流風(fēng)機(jī);如果不是所有風(fēng)機(jī)全部投運(yùn),要將所投運(yùn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20 Hz以?xún)?nèi);最好是將所有風(fēng)機(jī)控制在等速運(yùn)行狀態(tài)。

        2.2.3 加強(qiáng)巡檢

        如果發(fā)現(xiàn)大面積的冷區(qū),可采取以下針對(duì)性的運(yùn)行方式。如果是逆流管束過(guò)冷,則開(kāi)啟備用真空泵,適當(dāng)降低相鄰順流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;如果是順流管束出現(xiàn)大面積的冷區(qū),則開(kāi)啟備用真空泵,適當(dāng)降低該順流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,可以進(jìn)一步根據(jù)情況慢速倒轉(zhuǎn)順流風(fēng)機(jī);在抽氣溫度不太冷的前提下,可適當(dāng)提高逆流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

        這種操作的核心奧妙是通過(guò)降速擠壓管束中的不凝氣,提高逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和開(kāi)啟備用泵抽管束中的不凝氣,當(dāng)冷區(qū)消失后應(yīng)將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到統(tǒng)一狀態(tài)。

        2.3 針對(duì)第三種受凍情況的防凍措施

        當(dāng)環(huán)境溫度低于3℃時(shí),特別是在冷態(tài)下啟動(dòng)空冷設(shè)備時(shí),ACC的進(jìn)氣量低于額定流量的30%時(shí),啟動(dòng)時(shí)間必須短于2 h,而且這個(gè)流量越低,啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)幾何級(jí)倍減。

        3 獨(dú)到的冬季防凍措施

        (1)減少停運(yùn)風(fēng)機(jī)對(duì)流換熱。對(duì)于被隔離的停運(yùn)列風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)護(hù)網(wǎng)上鋪毯子或木板,可以有效地減少對(duì)流換熱。

        (2)加裝系列隔離門(mén)。為了防止排汽蝶閥泄漏,可以加裝抽汽隔離門(mén)、凝結(jié)水隔離門(mén),已達(dá)到進(jìn)一步隔離管束的目的。但是一定要對(duì)加裝的裝置進(jìn)行嚴(yán)格的補(bǔ)漏和加裝相應(yīng)的伴熱裝置。抽汽隔離閥要盡量采用通徑閥來(lái)減小抽汽阻力;投運(yùn)時(shí)一定要先開(kāi)凝結(jié)水閥后開(kāi)排氣閥;隔離閥投運(yùn)后要密切監(jiān)控背壓的變化,如果該列長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)而且存在漏氣,該列就可能已處于大氣壓狀態(tài),投運(yùn)時(shí)對(duì)系統(tǒng)真空的沖擊是很大的。

        (3)采用填塞或粘接的方式對(duì)凝結(jié)水下聯(lián)箱加裝保溫以及加裝雙金屬溫度計(jì)。

        (4)在冬天停機(jī)后,務(wù)必打開(kāi)所有凝結(jié)水管路上的疏水閥進(jìn)行導(dǎo)淋和排盡積水。

        (5)對(duì)真空泄漏要求特高時(shí)可投運(yùn)在線(xiàn)質(zhì)譜儀檢漏技術(shù)。

        (6)巡檢到位才是有效防凍的前提性基礎(chǔ),確切如下:

        (a)真空泵:噪音、振動(dòng)、溫度、有無(wú)泄漏、過(guò)多地排水。分離器的水位、閥門(mén)和法蘭等地方有無(wú)漏氣,真空泵及其管道的運(yùn)行狀態(tài)等。

        (b)空冷島平臺(tái):風(fēng)墻以及分割墻上的門(mén)是否關(guān)閉、擋風(fēng)墻是否漏風(fēng)等。

        (c)風(fēng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)單元:包括電機(jī)、風(fēng)機(jī)、減速箱等有無(wú)異常噪音;溫度(用手觸摸或紅外線(xiàn)測(cè)溫槍檢查)是否正常;有無(wú)振動(dòng)和漏油;油位是否正常;檢查風(fēng)機(jī)護(hù)網(wǎng)上;管束內(nèi)側(cè)有無(wú)雜物;冬天檢查風(fēng)機(jī)橋架、風(fēng)機(jī)扇葉上有無(wú)結(jié)冰或結(jié)霜。

        (d)管道和管束:用手觸摸溫度情況,是否膨脹過(guò)度,有無(wú)水錘現(xiàn)象,檢查恒力支撐、膨脹節(jié)、爆破膜、吊耳、阻尼器等的工作狀況,檢查管束是否變形,最有可能是凍結(jié)變形,注意任何不正常的變形、噪音、漏氣等,肉眼檢查各種測(cè)量?jī)x器等。

        (e)電氣設(shè)備:包括變頻器電氣柜和主控制柜:檢查有無(wú)異常噪音、發(fā)熱、焦味等。

        (f)巡查人員應(yīng)攜帶對(duì)講機(jī),隨時(shí)與集控室保持聯(lián)系,如發(fā)現(xiàn)任何重要問(wèn)題,必要時(shí)在空冷島上緊急停止風(fēng)機(jī)。

        (g)巡檢完畢記錄巡檢人、日期、發(fā)現(xiàn)的任何不正常情況,并報(bào)告給調(diào)度和聯(lián)系檢修人員。

        (h)在惡劣的天氣條件下,比如低溫、大風(fēng)、大雪、暴雨、霜凍時(shí),應(yīng)特別注意空冷島的運(yùn)行,還有在負(fù)荷變化比較大的情況下,比如開(kāi)機(jī)、停機(jī)時(shí)也應(yīng)特別注意原始參數(shù)。

        (i)巡查時(shí)應(yīng)注意安全,有足夠的照明設(shè)施。以上是一個(gè)總的巡檢說(shuō)明,具體到每一臺(tái)設(shè)備,應(yīng)詳細(xì)按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行檢查。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)ACC春冬季節(jié)運(yùn)行時(shí)管束受凍原因的科學(xué)分析及采取有效防護(hù)措施,有力保證了ACC的無(wú)冰凍運(yùn)行,以及所屬透平機(jī)組的長(zhǎng)期安全、經(jīng)濟(jì)和高效運(yùn)行,為北方富煤缺水地區(qū)的企業(yè)和電力、煤化工設(shè)計(jì)院節(jié)能減排開(kāi)辟新的成功經(jīng)驗(yàn)和思路。

        Application of Antifreeze in ACC

        CHEN Yu-jin1,XUE Ling-fei1,NI Xing-lai2,CHENG Guan-ming2,SHEN Qing2
        (1.Shaanxi Yanchang Petroleum Yulin Coal Chemical Co.,Ltd.,Yulin 719000,China;2.Yanzhou Coal Mining Yulin Energy&Nhemical Co.,Ltd.,Yulin 719000,China)

        TQ 0151.6+1

        B

        1671-9905(2011)05-0060-02

        陳玉進(jìn)(1956-),男,本科,工程師,江蘇江堰人,主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理研究等相關(guān)工作

        2011-03-11

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