梁金麗,趙典滿

（嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān)735100）

350MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)冬季防凍控制及系統(tǒng)優(yōu)化

梁金麗,趙典滿

（嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān)735100）

空冷機(jī)組因散熱器凍結(jié)造成的設(shè)備損壞和停機(jī)事故每年給發(fā)電企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因而空冷機(jī)組散熱器的凍結(jié)問(wèn)題已成為影響空冷機(jī)組安全運(yùn)行最重要的問(wèn)題之一。對(duì)350 MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,并對(duì)表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)的冬季運(yùn)行防凍控制措施及系統(tǒng)優(yōu)化進(jìn)行了論述。

間接空冷系統(tǒng)；散熱器；防凍；優(yōu)化

1 前言

西北地區(qū)面臨嚴(yán)峻的水資源問(wèn)題，傳統(tǒng)的濕冷火力發(fā)電機(jī)組已不能適應(yīng)該地區(qū)節(jié)水和可持續(xù)發(fā)展的要求。空冷火力發(fā)電機(jī)組以其節(jié)水和環(huán)保優(yōu)勢(shì)成為北方地區(qū)電廠建設(shè)的主流，但近幾年投運(yùn)的空冷機(jī)組，頻繁發(fā)生散熱器的凍結(jié)事故，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。某電熱公司新投產(chǎn)的幾臺(tái)350 MW空冷機(jī)組，其空冷系統(tǒng)采用自然通風(fēng)冷卻塔的間接空冷系統(tǒng)，該間接空冷系統(tǒng)采用翅片鋁管作為散熱器，鋁管壁厚僅有1 mm，由于管壁薄冬季運(yùn)行極易凍裂，該電熱公司在冬季運(yùn)行和防凍方面采取了各種有效手段，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了保障。

2 間接空冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介及散熱器凍裂情況

2.1 間接空冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介

間接空冷系統(tǒng)是指：循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器的水側(cè)，通過(guò)表面換熱冷卻凝汽器汽側(cè)的汽輪機(jī)排汽，受熱后的循環(huán)水通過(guò)空冷散熱器與空氣進(jìn)行表面換熱，循環(huán)水被空氣冷卻后由循環(huán)水泵送至凝汽器去冷卻汽輪機(jī)排汽，由此構(gòu)成了閉式循環(huán)。該系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，空冷散熱器補(bǔ)水穩(wěn)壓系統(tǒng)，空冷散熱器充水、排水系統(tǒng)和空冷散熱器清洗系統(tǒng)等。間接空冷系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 間接空冷系統(tǒng)流程示意圖

2.2 散熱器凍裂情況

2012年冬季，該電熱公司新建的350 MW新5#、6#機(jī)組進(jìn)入調(diào)試階段。新5#機(jī)組間冷系統(tǒng)在調(diào)試投運(yùn)過(guò)程中，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題，投運(yùn)的兩個(gè)扇區(qū)散熱器出現(xiàn)了大面積泄漏。同時(shí)對(duì)同類型投運(yùn)機(jī)組電廠考察學(xué)習(xí)，循環(huán)水工藝流程與新5#、6#機(jī)組一致，也存在冬季運(yùn)行過(guò)程中間冷系統(tǒng)冷卻三角大量?jī)隽训那闆r。散熱器鋁管價(jià)格昂貴，一片4萬(wàn)元左右，投運(yùn)的兩個(gè)扇區(qū)總計(jì)有336片散熱器，凍裂泄漏數(shù)量達(dá)30多片，凍裂比例達(dá)8.93%以上，更換費(fèi)用達(dá)120多萬(wàn)元。圖2為新5#機(jī)組間冷系統(tǒng)散熱器凍裂情況。

圖2 新5#機(jī)組間冷系統(tǒng)散熱器凍裂圖

3 間冷系統(tǒng)散熱器凍裂原因分析及要因

該電熱公司針對(duì)間接空冷系統(tǒng)冷卻三角冬季運(yùn)行易凍裂問(wèn)題，并借鑒總結(jié)新5#、6#機(jī)組調(diào)試、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，廠部、項(xiàng)目部、作業(yè)區(qū)組織調(diào)試單位以及相關(guān)技術(shù)人員對(duì)凍裂問(wèn)題進(jìn)行了多次分析，查找出影響間冷系統(tǒng)冷卻三角冬季運(yùn)行凍裂的主要原因，并通過(guò)大量數(shù)據(jù)查閱分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量溫度及流量等試驗(yàn)確認(rèn)要因，以確保后續(xù)新建同類機(jī)組間冷系統(tǒng)冷卻三角冬季零泄漏運(yùn)行。具體情況如表1所示。

4 間冷系統(tǒng)散熱器凍裂要因解決及實(shí)施

4.1 間冷循環(huán)水流速低，冷卻三角水量分配不均，優(yōu)化循環(huán)水工藝流程

將循環(huán)水流向進(jìn)行改變，由原來(lái)循環(huán)水泵出口至凝汽器改為循環(huán)水泵出口至間冷塔，改變后循環(huán)水直接上間冷塔少了凝汽器中間過(guò)程，減少了沿程阻力，提高間冷塔水的流量，避免扇區(qū)由于流速低而凍裂事件。優(yōu)化后的間接空冷系統(tǒng)流程如圖3所示。

表1 原因分析及要因確認(rèn)表

圖3 間接空冷系統(tǒng)優(yōu)化流程示意圖

4.2 間冷循環(huán)水溫度偏低，適當(dāng)提高循環(huán)水溫度

按照廠家說(shuō)明書(shū)，冬季間冷塔在扇區(qū)投入時(shí)，循環(huán)水溫度大于40℃即可，但是在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)投入時(shí)，40℃的水溫不能滿足投入要求。該電熱公司技術(shù)人員不斷進(jìn)行扇區(qū)投入數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場(chǎng)投入扇區(qū)時(shí)用紅外測(cè)溫儀測(cè)量，最終確定扇區(qū)投入時(shí)循環(huán)水溫應(yīng)該在65℃以上為宜。扇區(qū)投入時(shí)水溫比較如圖4所示。

圖4 為扇區(qū)投入時(shí)水溫比較圖

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，廠家說(shuō)明書(shū)要求循環(huán)水溫度不得低于25℃，當(dāng)環(huán)境溫度低至-20℃時(shí)，冷卻三角局部溫度可能會(huì)低于零攝氏度，便會(huì)發(fā)生凍裂。該電熱公司技術(shù)人員不斷進(jìn)行扇區(qū)投入數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場(chǎng)投入扇區(qū)時(shí)用紅外測(cè)溫儀測(cè)量，最終確定扇區(qū)冬季正常運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫度應(yīng)在40±2℃為宜。扇區(qū)運(yùn)行時(shí)水溫比較如圖5所示。

圖5 為扇區(qū)運(yùn)行時(shí)水溫比較圖

4.3 間冷塔內(nèi)溫度分布不均，局部溫度過(guò)低，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)確保全部冷卻三角投入

常規(guī)認(rèn)為機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)，排汽量少，循環(huán)水溫度低，可少投機(jī)組間冷扇區(qū)來(lái)提高循環(huán)水溫度。但實(shí)際運(yùn)行情況不是這樣，當(dāng)把部分扇區(qū)退出運(yùn)行后，運(yùn)行扇區(qū)循環(huán)水溫是提高了，但是運(yùn)行扇區(qū)的百葉窗開(kāi)度就會(huì)比全部投入時(shí)增大，同時(shí)未投入扇區(qū)周圍溫度也會(huì)降低，這樣就加劇了塔內(nèi)溫度分布不均，造成局部溫度過(guò)低而凍裂扇區(qū)。所以最終確定非特殊情況，所有冷卻三角必須全部投入，關(guān)閉塔門(mén)，百葉窗開(kāi)度保持一致，以確保間冷塔內(nèi)溫度分布均勻。

5 實(shí)施效果

該電熱公司在后續(xù)新建的鋁電1#、2#機(jī)組實(shí)施了以上防凍對(duì)策，在2013年冬季調(diào)試及正常投運(yùn)后沒(méi)有出現(xiàn)扇區(qū)凍裂現(xiàn)象。而前期已建成投運(yùn)的新5#、6#機(jī)組（循環(huán)水工藝流程未優(yōu)化）雖然采取了大量的防凍措施，但在2013年冬季運(yùn)行過(guò)程中仍出現(xiàn)了冷卻三角凍裂的泄漏情況。

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)新投產(chǎn)的鋁電1#、2#機(jī)組冬季實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，該電熱公司在350 MW機(jī)組間接空冷系統(tǒng)中采取的防凍控制措施及系統(tǒng)優(yōu)化方案是成功的，解決了散熱器冬季凍結(jié)的問(wèn)題。后續(xù)新建的鋁電3#、4#機(jī)組間接空冷系統(tǒng)工藝按優(yōu)化后的方案實(shí)施，節(jié)省了后期大量改造費(fèi)用，檢修維護(hù)費(fèi)用也明顯減少。

W inter Antifreeze Control and Optim ization of the Indirect Air Cooling System of 350 MW Unit

Liang Jinli,Zhao Dianman
(Jiayuguan Hongsheng Electric Heat Co.,Ltd.,Jiayuguan,Gansu 735100,China)

Damages and shutdowns of air cooled generating units caused by freezing of the heat radiators brought heavy economic losses to power plants every year,so freezing of the heat radiator has become one of the most important problems affecting the safe operation of air cooled units.The indirect air cooling system of 350MW unit is introduced and winter antifreeze measures and optimization for the surface-type compensator indirect air cooling system are discussed.

indirect air cooling system;heat radiator;antifreeze;optimization

TK223

B

1006-6764（2015）02-0032-03

2014-09-25

梁金麗（1971—），女，1995年畢業(yè)于長(zhǎng)沙電力學(xué)院熱能動(dòng)力工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事350MW機(jī)組汽機(jī)技術(shù)管理工作。