350MW超临界间接空冷机组冬季防冻措施
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【摘 要】间接空冷机组工作时，其散热器是展现在空气中的，当冬季来临，在寒冷的地区运行，散热器的翅片管是非常容易发生冻结的情况的，这就会导致停机事故的发生。一旦散热器的翅片管被冻裂，是需要很长的修复时间的，修复的过程也是比较复杂的。这就会给电厂造成很大的经济损失。本篇文章将对350MW超临界间接空冷机组的冬季防冻措施进行阐述，以便大家作为参考。
【关键词】350MW超临界;间接空冷机组;防冻措施
引言：间接空冷机组的散热器是通过环形垂直的方式，布置在自然冷却塔底部的进风口位置。在寒冷的冬季，散热器翅片管中的冷却水由于冷度在不断增强，因此，翅片管很容易出现冻裂的状况。在进行间接空冷机组调试过程中，并没有热负荷，在冬季进行注水和冲洗工作，就要充分考虑防冻相关问题。所以，在寒冷的冬季，进行350MW超临界间接空冷机组的防冻是非常必要的。
1、空冷机组冻结的原因
1.1散热器翅片管内水流速过低
循环冷却水在翅片管仲以层流状态流动，空气温度小于0℃，就会出现结冰的现象。由于翅片管的管径较小，水流速较低，管内流体的雷诺数就会越低。当低于临界雷诺数2300时，就会出现管内水流层流的状态。这就导致流体放热由对流转放热转为传导放热，与管体接触的流体温度会快速降低，进而出现冻结情况。这就会导致管道阻力变大，流量降低，冻结加速。
1.2环境温度过低
空气环境的温度过低，百叶窗不恰当的调整角度，都会导致散热器出水的温度降低。空冷散热器位于自然冷却塔底部的进风口处，并且会有自然进风。在热负荷稳定时，冷却能力与空气环境的温度有直接关系。在很冷的冬季，气温比较低，散热器翅片管内部的冷却水温度会降低。如果气温在不断下降，管内的循环水会产生更大的冷度，散热器暴露在空气中，这样的情况下，采用百叶窗进行进风量的控制，也是难以抵御寒风的，这就会导致翅片管内出现冻结情况，严重的会出现变形和冻裂，导致设备破损。
1.3不充足的温度测点
空冷塔的冷却管数量是比较多的，通常情况下，是不会再所有的冷却管表面进行温度测点的布置的，在寒冷的冬季，翅片管内的回水温度会比较低，并且温度测点布置的不均匀，就很容易导致有些区域内的管体出现冻结情况。
1.4管束被杂质堵塞
冷却水的水质出现不合格的情况，就会出现杂质堵塞管束的问题。在冬季，由于温度过低，杂质堵塞已出现管束冻损的情况。
2、防冻措施分析
2.1运行中的防冻措施及注意事项
2.1.1百叶窗调整控制措施
如果遇到下雪天气，还应增加同步校验的次数，防止百叶窗被积雪卡涩。对百叶窗同步校验时，应先解除某扇区百叶窗的自动控制，记录百叶窗当前开度，记录该扇区的出水温度。当全关百叶窗时，检查扇区各百叶窗的开度，应全部为关闭状态。检查控制屏的画面是否已显示“百叶窗关闭”的信号。开启扇区百叶窗至原来开度，检查各百叶窗的开度是否一致。投入百叶窗的自动控制，调整自动控制的设定值。如有不同步的现象，应及时处理。冬季运行中，需严密监测百叶窗自动控制状态，禁止随意解除百叶窗的自动控制指令。对于扇区百叶窗的调整，应确保扇区的出水温度及冷却柱温度的要求。冬季各扇区出水温度的设置，应保持一致，百叶窗开度偏置不得随意设置，以保证扇区冷却柱温度能反映整个扇区冷却管束的温度。应随时检查 DCS 画面的控制状态。各扇区百叶窗的开度应同步，检查是否存在开度过大等情况，就地进行冷却管束的测温，防止管束发生过冷现象。当冬季的环境风速高于 5 m /s 时，应注意风向对扇区冷却柱温度的影响，及时根据冷却柱温度，提高迎风面扇区的出水温度。在冬季寒夜时，不得放松对扇区管束的测温工作，根据各扇区百叶窗开度及冷却柱温度进行选择性测量，管束温度的测量位置，应距基管底部约60 cm 高度，发现存在过冷情况，应及时采取措施。在冬季主导风向为西北风时，应特别注意某些扇区的出水温度，及时关小该扇区的百叶窗。
2.1.2 循环水泵运行方式调整措施
机组运行时，循环水泵启停操作规定为：循环水泵启动运行，联锁开启循环泵出口的液控蝶阀。当循环水泵停运，应在 DCS 控制屏画面中关闭循环水泵出口的液控蝶阀。间接空冷塔夏季高温时段运行时，应严格控制机组背压。必要时通过限制机组负荷，留出约 20KPa的背压裕度，防止在高温环境条件下，由于气候等干扰因素背压严重恶化掉机，機组运行期间不得单台循环泵运行。间接空冷塔环境温度低于+2℃时进入冬季运行期，机组在遇有启动和停机操作时，必须提前了解并监视环境气象条件的变化，当循环水热水温度大于40℃时，才能投入扇区运行。机组负荷降低后，应及时调整关闭迎风面的百叶窗，随后再逐渐关小其它方面百叶窗。当百叶窗全部关闭后，扇区出水温度仍低至 20℃时，应退出部分扇区运行，至到冷水温度上升到 22℃为止。运行中保持两台循环泵运行，防止循环水流速低造成冷却三角结冻。停机过程中停循环泵必须保证冷却扇区的最小防冻流量，在退出全部扇区后，且系统处于旁路运行方式后方可停止一台循环泵。
2.1.3空冷扇区的投运和退出
在冬季工况下，空冷扇区的投入，应在锅炉点火旁路投入后逐步进行。停机过程中，根据各冷却扇区的出水温度，逐步退出所有扇区的运行，防止扇区出水温度下降过快而发生管束的冻结现象。正常运行时，如果某一扇区退出运行，对其两侧扇区的百叶窗，应进行偏置设置，适当关小百叶窗，防止寒风造成扇区的局部过冷。
2.1.4其他注意事项
进入冬季前，应对扇区的各种防寒设施进行检验，确保各阀门、百叶窗动作可靠。机组启、停时，要就地检查阀门动作是否可靠。循环水泵要保持良好状态，在冬季，至少要保持 2 台循环水泵运行，提高循环水的流速，防止散热器结冰。若扇区发生泄漏，需及时将该扇区退出运行，防止泄漏水在外部结冰后冻坏散热器。要避免在环境温度较低和夜间对扇区进行充水和泄水操作，以免扇区冻结。在冬季运行时，每班次应使用红外成像仪，对扇区检查一次，判断是否存在管束冻结或温度明显偏低的部位。如发生管束冻结现象，应关闭百叶窗，并用棉门帘覆盖冷却三角进行保温，同时，提高扇区的整体出水温度，利用相邻冷却三角散发的热量解冻。在冬季，选择温度较低的时段，对各扇区冷却三角出水口膨胀节处进行点温枪测温，对每个百叶窗执行机构控制的两组冷却三角进行红外测温，并做好记录。
2.2机组停机后防冻措施
冬季停机后，应尽快停运所有的循环泵，并开启热水管紧急泄水阀及冷水管紧急泄水阀将系统内地面上的水排入地下储水箱。冷却三角扇区进、出水管泄水阀开启到位扇区内无存水，检查各管段、扇区、排水槽是否有存有积水未排尽，同步采取防冻预防措施投入相应的辅助伴热装置。
2.3事故情况下的防冻措施
如遇机组跳闸，机组无法在短时间内恢复运行时，应有专人监测扇区的出水温度，并立即将所有扇区退出运行。如果发生循环泵跳闸，仅有 1 台循环泵运行，应立即启动备用循环泵。必要时，程控退出部分扇区运行。防止单台循环泵过负荷跳闸或扇区冷却管束内的水流速过缓，导致管束冻损。
结束语：在寒冷的冬季，350MW超临界间接冷却机组的防冻措施的实施是非常重要的，要注意百叶窗的同步校验。正确的进行循环水泵的启停操作，要注重空冷扇区的投运和退出以及停机后的相关处理事项。避免间接冷却机组出现翅片管冻裂事故的发生。这些措施能够有效的避免空冷散热器出现故障，为其正常运行提供有效保障。
参考文献：
[1]高寒地区间接空冷机组散热器防冻预暖措施[J].刘培忠，杨志军.中国电力.2013（05）
[2]350MW国产超临界燃煤供热机组间接空冷系统防冻分析与探讨[J].武亭玉.内蒙古科技与经济.2015（09）
[3]某电厂间接空冷设备分析[J].赵建刚.科技与创新.2014（02）
（作者单位：第一师电力有限责任公司培训中心）
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