基于 200MW直接空冷供热机组防冻措施探讨

基于 200MW直接空冷供热机组防冻措施探讨

刘 延 东

华能呼伦贝尔满洲里达赉湖热电有限公司 内蒙古 满洲里市 021406

[摘要]本文介绍了200MW机组直接空冷系统的结构与功能，阐述了200MW直接空冷供热机组入冻前的设备防冻措施，探讨了200MW直接空冷供热机组冬季机组启动时防冻措施和掉闸及热态启动防冻措施，提出了200MW直接空冷供热机组正常运行时的防冻措施，给其他同类型电厂可借鉴。

[关键词] 200MW直接空冷供热机组；结构与功能；防冻措施

满洲里达赉湖热电厂为哈尔滨汽轮机厂设计制造的200MW超高压、中间再热、单轴、三缸双排气直接空冷凝汽式供热机组，空冷系统采用德国GEA公司冷却技术。1、2号机组分别于2011年10月、11月试运结束，2012年投入商业运营。该机组是我国最北方极寒地域的直接空冷凝汽式供热机组。

1、200MW机组直接空冷系统的结构与功能

1.1 系统构成。汽轮机的排气通过1条大直径的排气管道进入空冷凝汽器。空冷凝汽器是由凝汽器管束和风机组组成，单台机组空冷凝汽器由4列、每列4个单元组成，每个冷却单元有一台冷却风机。空冷凝汽器共有576片换热管束和16台直径为9.75m的轴流风机，每台风机向36片管束供风。在这个系统构成中，翅片管束总换热面积525205㎡，其中480片为顺流管束，96片为逆流管束。每列4个单元中，其中第2、3单元为顺、逆流混合单元，在每列2、3混合单元中东西两侧各有6片逆流管束，且两侧分别布置，分别于1、4单元相邻。

1.2 功能。从汽轮机排除的蒸汽经由主排汽管道、管道系统分流形成4个上升管，进入水平蒸汽分配管后经每列隔离阀进入凝汽器管束。凝汽器为A架构，每个单元由平行排列的大量单排钢管铝翅片管组成，每个单元的管束构成夹角为59.50^。～60.50^。的A型架构。其上端同蒸汽分配管焊接，下端于凝结水联箱联结。凝汽器下部的变频轴流风机提供冷却风，冷空气流量由变频控制器调节风机转速来实现。蒸汽在翅片管内被冷凝，同时，冷却空气穿过翅片管外表面带走热量。

2、200MW直接空冷供热机组入冻前的设备防冻措施

①在每年10月中旬左右将第40列进汽隔离阀关闭后较严并停电，为防止该阀门漏空气在内部阀门四周涂抹密封胶，将该列抽真空手动门、凝结水回水门关闭严密并上锁，将40列四台风机全部停电，将整个40列全部隔离，减少冷却面积。②每列进汽隔离阀加装伴热带；每列逆流区抽空气管道根部及抽空气手门加装伴热带。③运行中将每列各单元间人行道的门关闭，减少风在各单元之间的流动。④将空冷凝汽器两侧凝结水联箱用保温板遮挡，减少散热。⑤进行空冷岛及负压系统的真空严密性实验，对负压系统进行查漏堵漏，要特别注意检查安全门、防爆门的严密性。

3、200MW直接空冷供热机组冬季机组启动时防冻措施

①冬季机组冷态启动锅炉点火前，应检查汽机高、低旁关闭，主、再热蒸汽管道疏水、轴封管道疏水至疏水扩容器截止门关闭，疏水至锅炉定排手门开启。锅炉点火，汽机抽真空，以防真空系统变为正值，防爆门、安全门动作。②锅炉点火后通过主、再热汽疏水至炉定排和集汽联箱排大气进行升温升压。根据主、再热汽压力和暖管进度稍开高旁调节门，当高旁保持开度在50%以内。且再热汽压力达到1.5Mpa、温度在200℃左右时开启低旁，低旁尽量开大，保障进入空冷散热器中有更多的蒸汽，密切注意空冷岛30列管壁温度变化，逐渐开大高、低旁调门，同时将启动疏水由锅炉定排切至疏水扩容器，使蒸汽流量大于30列最低防冻蒸汽流量，随着该列凝结水温度的升高，达到风机投入条件，逐一启动空冷风机。③主、再热蒸汽管道疏水在汽机高、低旁开启后，方可允许开启至疏水扩容器截门。④在空冷系统进汽前应检查各系统投入正常，尽可能的加快启动速度，尽量缩短小流量蒸汽进入空冷系统的时间。⑤合理调整燃烧，尽快达到冲转参数，减少空冷岛内小流量蒸汽的进汽时间。在机组并网后，及时安排锅炉启动第2台磨煤机并调整燃烧，加快带负荷速度，使蒸汽流量能尽快达到最低防冻流量以上。⑥随着锅炉热负荷的增加，随着启动流量的增加，按顺序逐步投入20列、40列、10列空冷凝汽器。⑦在低负荷暖机期间40～50MW期间缓慢升负荷，加强对排气装置的水位调整。

4、200MW直接空冷供热机组掉闸及热态启动防冻措施

①在机组掉闸时，进入空冷系统的蒸汽量骤然减小，此时进入空冷岛的蒸汽为排气装置内积存的高温水的汽化、部分管道内的积水、积汽以及汽封漏气，蒸汽量不会太大。此时将各列隔离阀全部关闭，将所有疏水至疏水扩容器手门、电门关闭，避免大量疏水汽化后的蒸汽进入空冷岛翅片管内而发生结冻现象，若查明原因需要锅炉立即点火启动，可将主、再热蒸汽系统疏水至锅炉定排扩容器手门开启。②锅炉灭火，及时关闭减温水，机组尽快减负荷到零。汽机掉闸，锅炉维持温度、压力稳定，汽机检查具备启动条件则重新启动。开启高、低旁的条件同冷态启动条件相同，注意低旁开启后将启动疏水至锅炉定排切回至主机疏水扩容器，当主汽门前汽温高于汽机高压内缸内上壁金属温度40-50℃时，再热汽温度不低于中缸内上壁温度，可进行冲车，热态冲车后，应尽快开启汽机阀位，同时关小高低旁，加快机组冲车、并网带负荷速。③热态启动汽机挂闸冲车前十分钟将所有疏水全部开启，拉干净疏水后方可冲转。④尽量加快机组启动和带负荷的速度，使空冷系统大流量进汽，降低结冻可能性。⑤机组掉闸后，根据背压变化情况和风机及每列散热器壁温情况，及时停运风机，并将停运列进汽隔离阀和凝结水阀、抽真空阀关闭严密，防止因进汽量小而使散热器结冻。

5、200MW直接空冷供热机组正常运行时的防冻措施

①当某一列过冷度加大，管束温度降低时，适当降低此列顺流风机转速，维持逆流风机在合适转速，增大逆流区新增设挡风帘布的面积，减少逆流区冷却面积。②对于长时间温度较低的管束应联系值班员就地实测，如实测温度低于零度，首先运行回暖保护进行解冻，此过程需调整逆流风机频率，待解冻完成以后，适当降低顺流管束风速，增大逆流区新增设挡风帘布的面积，使顺流部分的蒸汽一部分去逆流单元冷凝，逆流单元充分利用，降低冻结的危险。③在回暖过程中注意排汽压力，任何情况下排汽压力不能大于28.6Kpa。④当迎风面空冷岛翅片管管束温度较低时，可将逆流区挡风帘全部放下，调整蒸汽在各列的蒸汽流量分配，将迎风面这一列抽空气手门全部开启，将其余列抽空气手门关小，使迎风面这一列蒸汽流量逐渐增大。⑤多运行一台水环真空泵，强化逆流区气体的流动性，将有可能形成气塞的条件破坏，有利于管束温度提升。⑥可在长时间温度较低的管束上粘贴透明胶带，减小风吹冷却效果，提升管束温度。⑦实际运行时当无法达到最小防冻流量时，必要时可停止部分顺流风机运行，将风机停电，将风机入口处覆盖防寒棉帘，但风机停运台数不可过多，必须要保留八台风机运行，以防大风天气，机组背压突升，机组低真空保护动作。

6、结束语

经过多年空冷防冻，自认为空冷岛防寒防冻主要应把握以下几个重点。①主机真空严密性：定期做真空严密性试验，发现试验指标不合格应立即进行查漏、堵漏工作。②提高空冷岛的进汽流量：申请提升机组负荷，提高机组运行背压，从而提高空冷岛的进汽流量。③尽量减少空冷岛的冷却面积。④合理匹配空冷岛各列进汽流量。通过采取以上切实可行的措施之后，我厂自投产以来空冷管束从未发生冻结现象，从而确保了机组的安全稳定运行，提高了社会及经济效益。

参考文献

[1] 程通锐.直接空冷机组防冻机理分析[D].华北电力大学(北京)，2016（03）

[2] 赵长胜.空冷机组冬季运行注意事项及防冻措施[J].内燃机与配件，2018(01)

作者简介

刘延东，男，汉族，大专学历，1971年出生，助理工程师，现从事发电厂运行技术管理工作。

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