《空冷机组冬季防冻的方法及改进建议》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空冷机组冬季防冻的方法及改进建议（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空冷机组冬季防冻的方法及改进建议摘要：通过对空冷机组（直接空冷、间接空冷方式）运行情况的调研， 介绍运行防冻经验，并提出一些改进建议。关键词：防冻空冷凝汽器空冷散热器空冷管束从上世纪50年代开始，火力发电厂汽轮机排汽冷凝逐步采用空气冷 却方式，基本上分为直接空气冷却和间接空气冷两种方式简称为直接空冷 和间接空冷。空冷方式的发电机组在运行过程因为凝汽设备（直接空冷系 统）和冷却散热设备（间接空冷系统）布置在室外露天场所，在冬季时易 发生过度冷却，进而发生结冰冻坏的情况。下面对两种空冷方式的冻结原 因进行分析以及对防止措施进行总结，提出改进建议。1冻结原因分析1.1直接空冷凝汽器的管束内过冷结冰当
2、空冷凝汽器管束内的蒸汽在冷却进中出现了过度冷却的情况，当这 种情况持续较多时间，蒸汽在凝结成冷却水后继续冷却就会被过度冷却而 在管束内壁发生结冰的现象。在机组启动和不满发运行时，此时汽轮机组排汽量较少，或者凝汽器 管束的截面较小通过的蒸汽量减少时，导致通过的蒸汽流量减少，蒸汽在 流经凝汽器管束过程中，因为与外界（环境大气）有温差就会不断的放热 被冷凝冷却，蒸汽冷凝成凝结水，和未被冷凝蒸汽沿管束壁向下流动。如 果环境问题低于水的结冰点温度，蒸汽凝结水还在管束内则会被多度冷却， 在管束的末端即管束与凝结水箱连接部位出现结冰情况，当这种情况出现 后是的管束截面逐渐变狭小，甚至使管束堵塞导致后续蒸汽不
3、能流动，致 使整个管束内的蒸汽被过度冷凝，凝结水结冰膨胀导致管束变形开裂损坏， 当管道变形发生管束与上部蒸汽分配管以及下部凝结水联箱的焊接封口就 容易出现裂缝，造成整个空冷凝汽器真空度下降，系统内的不凝气体增加， 使空冷器换热系效率大大下降，导致机组被压升高影响到整个系统的正常 运行。同样在直接空冷凝汽器管束内的蒸汽通过流量如果满足要求的量，但 是如果风机供风过大或负压系统（机侧和空冷凝汽器）泄漏量过大时，在 冷却空气量过剩的情况下，直接空冷凝汽器中漏入的过量空气在冷却管束 内对热蒸汽形成阻滞，降低了冷却管束内热蒸汽的流动速度，严重时将会 形成阻塞，从而导致局部椭圆冷却管过冷，当在这种情况发生
4、时，空冷凝 汽器管束内部也同样会出现过冷现象，严重时发生结冰。根据上述的情况，直接空冷凝汽器管束内发生凝结水结冰的原因基本 有两种情况导致：（1）直接空冷凝汽器管束中通过的蒸汽流量过小；（2） 冷却空气量供给过剩且管束内蒸汽中空气含量较多。所以，对空冷凝汽器 的防冻需要从“控制蒸汽流量与冷空气流量和负压系统的泄漏量”来实现。1.2间接空冷散热器冻结原因间接空冷散热器管束内流通的为循环冷却水。在环境温度低于0C时， 管束内的冷却水不流动就会结冻使管束发生冻结，因此从循环冷却水在散 热器管束内的流动情况来阐述散热器的冻结原因。目前多应用的是福格型 铝管铝翅片，双流程。每冷却单元6排管束，每根管束尺
5、寸为18?.75。正常运行时，冷却水在冷却柱管束中不停地流动。根据流体力学理论 分析，水在管束内的流动呈两种状态：靠近管壁处为层流区，中心区域为 紊流区。一般情况下层流区很薄，区域内水的流速很小，流体放热以传导 放热为主，管束内的大部分水流都为紊流，流体放热是对流放热。层流区域的厚度与流速有关，流速越小，层流区越厚，当管内的水流 速度小到一定程度时，管内水流完全变为层流，此时从宏观上看流体已处 于静止状态，管内流体的放热由原来的以对流放热为主转变为以传导放热 为主，流体通过管壁向外界不断的放出热量，自身的温度持续降低，当水 温降到0C后，如果外界大气温度低于0C则循环水开始结冰，此时冷却 水完
6、全停止流动，加速了结冰过程，水体结冰冷胀由于体积膨胀而将铝管 胀裂。所以在冬季，间接空冷散热器防冻问题的关键在于防止散热器铝管内 的水流中止。2防冻措施2.1直接空冷凝汽器防冻措施为防止管束发生冻结，在保证真空系统严密性和抽真空设施正常的前 提下，冬季时将机组运行人为的设定在较高的背压值，加大排汽量，同时 调控风机的运行。根据运行经验，常用的方法为，在每列的凝结水联箱和 抽真空出口设置温度测点，根据测点温度采取如下措施：(1) 持续的监测空冷凝汽器各列管束的凝结水出水温度，控制使其 温度保持在50C之上，凝结水的过冷温度不应超过3C，最低不超过5C。 同时监测凝汽器各列设置逆流单元顶部的抽真空
7、管道中的气体温度，通过 控制风机运转速度以及凝汽器的进汽量控制抽真空气体温度在45C之上。(2) 控制汽轮机背压15kPa。(3) 当凝结水监测温度低于50C时，首先通过调整风机转速来控制 温度回升，应首先将外边列的风机转速降低，同时观测凝结水温度，若仍在下降则依次降低次边列风机的转速。按照以上由外到内的顺序逐渐停运 风机，直到凝结水温度回升为止。当逆流区抽空气温度低于45C时，而且凝汽器顺流风机已经调至停 机，但是抽真空温度初低于45C时，将逆流风机停运，凝结水温度若仍 无回升则将逆流风机反转运行。在逆流风机反转运行过程直至逆流列抽真 空气体温度回升到不低于50C。(4) 在空冷凝汽器投运行
8、前，应保证各凝汽器单元间的隔断门和两 端门关闭且尽量密封以防止单元间空气串流和外界空气进入、冷却单元内。(5) 在冬季环境温度低于5C运行时，每天值班人员应至少分两次 监测空冷凝汽器管束外壁温度和下联箱凝结水温度，分上中下三个位置分 别测量，且之间的温差不得超过5C。顺流凝汽器下部的凝结水温度控制 在不低于50C，以防止凝汽器管束局部出现过度冷却甚至出现结冰冻管。(6) 当机组需要在低负荷情况下运行时，可以将部分段列风机停运， 同时持续监测凝汽器管束外表面的温度，避免出现低于15C的情况，否 则将风机转速降低或停运来提高机组背压从而增加排汽温度提高凝汽器的 抗冻能力。(7) 低负荷情况运行时，
9、同排各风机的运行频率相同且处于低频运 行，力求避免某一风机运行频率过高的情况出现目的在于防止过度冷却。(8) 在冬季运行中，应经常性的监测凝汽器凝结水联箱水温不能低 于50C，并且联箱两侧的温度差不能超过5C。若有偏差及时排除。各列 凝汽器中凝结水的过冷度也应持续实时的监测，凝结水过冷度最高不得超 过6C，否则通过启动运行真空泵或则加将机组背压提高来增强凝汽器抗 冻能力。(9) 冬季低温运行时段的逆流段抽真空气体温度与本列凝结水箱的 温差在15C，最大不得超过15C。各列逆流段抽真空气体的温度连续 监测，为防止抽出口处结冰可依据抽真空气体的温度情况间隔降低风机转 速或停运，时间间隔一般为5分钟
10、，若没有回升则可以将风机反转一段时 间。(10) 机组在冬季运行需提高背压运行期间，应注意控制背压值与背 压保护曲线间留出1015kPa的余量，防止大风造成背压突变引起掉机事 故。从实际的运行情况看，最易发生冻结的部位在管束中部，上下两侧次 之。2.2间接接空冷散热器防冻措施根据实际运行经验，冷却塔内散热器水动力工况不良时，易使散热器 铝管由于水冻结膨胀而损坏，严重时影响冷却系统的安全运行，造成机组 的事故停运。另外，散热器的修复技术难度高，工作量大，时间也长。所 以散热器冻损造成的损失是很大的，空冷机组运行中的防冻问题也由此显 得十分突出。“防冻”就是在冬季防止散热器铝管因冻结膨胀而损坏的问
11、 题。间接空冷散热器冬季运行防冻经验如下：空冷塔扇形段出水温度的规定：(5)当塔外环境温度(温度测点5取3)，3个测点温度在0C以上 时，将空冷塔扇形段出水温度保护解除后，将各扇形段百叶窗全开不做调 整。当遇有大风时且环境温度在-5C以下时关小迎风面百叶窗，同时各扇 形段出水温度不得低于35C。3管束的选择3.1直接空冷凝汽器管束在实际运行中，管束通过气流的面积大小对防冻作用影响明显。双排 管束的流通截面较小，在低温时易发生过冷情况，进而冻结。因此直接空冷凝汽器推推荐采用单排管束，有利于防冻。3.2间接空冷散热器管束根据运行统计，最容易冻结部位在靠近百叶窗的管束，越靠近下部回 水箱位置越容易冻结。冬季大风时，侧向风位置的冷却三角前述位置容易 冻结。改进建议：（1）增加管束的流通截面积，增加过流量，既不易堵塞使水流通畅， 也避免出现过冷。（2）单元管束连接采用钢性连接避免橡胶密封圈的受冷热交替作用 出现密封不好的情况。（3）采用较大管径的管束，增加冷却水过流截面，增强防冻性能。
