直接空冷散热器冬季冻结原因分析及对策

火电厂直接空冷系统冻结成因及防冻措施分析发布时间：2022-05-23T01:17:20.147Z 来源：《当代电力文化》2021年35期作者：邢康[导读] 导致火电厂直接空冷系统冻结的原因有很多，比如真空保持比较高，导致凝结水的温度偏低，从而出现冻结的情况邢康国能宁夏大坝三期发电有限公司宁夏吴忠 751100摘要：导致火电厂直接空冷系统冻结的原因有很多，比如真空保持比较高，导致凝结水的温度偏低，从而出现冻结的情况；真空系统缺乏严密性，由于渗透了空气，空气过冷引发冻结等等。

基于此，本文对火电厂直接空冷系统冻结的原因进行了分析，并提出了相应的防冻措施，以供有关人员参考。

关键词：火电厂；空冷系统；冻结；原因分析0引言由于我国北方地区属于干旱少雨地区，因此空冷技术我国北方很多地区火电厂应用较为广泛。

但是在实际的运行过程中，对于存在的热风再循环以及冬季防冻等多项问题，都是导致整个机组无法安全稳定运行的重要因素，同时这些因素也会制约空冷机组的节能状况。

因此在不同季节气候下，对于空冷系统的应用措施都需要进行探索，这样才能够有效提升基础运行的安全稳定质量。

1 空冷系统概况我国某地区的2 台机组均采用直接空冷的技术，而且都是采取的单排管和顺逆流相结合的一种结构形式。

控浆系统都是按照每个基础60个空冷却单元进行完善配置，其中风机的直径达到了 8.91m，空冷平台高 40m，而整个抽真空系统是由三台水环真空泵组成。

2火电厂直接空冷系统冻结成因1）在分析功能系统冻结成荫的过程中，可以发现出现此类的问题，主要原因就是在基础启动的过程中与停机过程中蒸汽流量较少，而且空气去通过一些不严密的地方进入到散热器的管束内，这就导致了散热器的管束内可能存在大量的空气，散热管束的空间不足，不凝结气体出现结霜的现象，进而导致管束出现冻结。

另一方面，泄漏区域周围的散热区域会使空冷系统的导热管外层温度出现明显的降低，甚至会使得空冷系统出现较为明显的结冰现象[1]。

300MW直接空冷供热机组的防冻措施火电厂直接空冷供热机组冬季运行中凝汽器进汽量较少，尤其是启停机过程以及供热运行状态下空冷防冻措施就显得尤为重要。

通过对设备结构的不断改进、防冻措施的广泛应用，极大地减少了冬季供热机组空冷散热片冻裂现象的发生。

本文就阐述了直接空冷系统冻结的原因及可以采取的防范措施。

标签：直接空冷;供热机组;冻结机理;防冻措施直接空冷系统的空冷凝汽器布置在环境大气中，其本身的性能和安全受环境因素的影响比较大，尤其在我国北方寒冷的冬季环境温度低于0℃，极易发生冻结。

轻者会使空冷凝汽器传热性能大大降低，热耗增加，重者管束被冰块堵塞、真空下降，被迫停机，甚至会出现冻裂翅片管或使翅片管变形，造成永久损害，因此对寒冷地区的直接空冷系统的防冻很有必要。

一、案例简述国电内蒙古东胜热电有限公司1号、2号机组为哈尔滨汽轮机厂设计制造的300MW亚临界、中间再热、单轴、双缸双排汽直接空冷凝汽式供热机组，空冷部分采用烟台龙源公司冷却技术。

1号机组于2007年1月完成168h试运，投人商业运营，于2008年10月开始进行采暖抽汽供热。

由于鄂尔多斯市市位于中国北方蒙西地区，冬季气温低于0℃，最低气温低于零下30℃，直接空冷凝汽器布置在室外环境中，冬季供热时，汽机五段抽汽供热抽汽量多数情况下在300t/h 以上，凝汽器进汽量比较少，这些原因导致空冷容易冻结，必须考虑空冷的防冻问题。

二、直接空冷供热机组冻结机理分析在机组处于空负荷或低负荷运行时，蒸汽流量很小，实际运行中发现，即使加上旁路系统的蒸汽流量也不能达到空冷凝汽器全部投入时的设计流量。

由于蒸汽流量很小，当蒸汽由空冷凝汽器进汽联箱进入冷却管束后，在由上而下的流动过程中，冷却管束中的蒸汽与外界冷空气进行热交换后不断凝结。

由于环境温度远远低于水的冰点温度，其凝结水在自身重力的作用下沿管壁向下流动的过程中，其过冷度不断增加，当到达冷却管束的下部（冷却管束与凝结水联箱接口处）时达到结冰点即产生冻结现象。

空冷机组冬季运行注意事项及防冻措施摘要：本文首先分析了空冷机组冻结成因，接着分析了空冷机组冬季运行防冻措施，最后对空冷机组冬季运行注意事项进行了探讨。

希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：空冷机组；冬季运行；注意事项；防冻措施；注意事项引言空冷散热器直接在大气环境中工作，由于冬季采暖负荷增加，需要冷却的蒸汽流量变少，此时风机处于接近停机状态，空冷平台的温度分布及其不均，容易造成停机事故的发生。

散热器表面的污垢增大了散热器冷却空气流通阻力，使冷却风量减小，并增加了换热热阻使传热性能下降。

直接空冷系统春、夏、秋、冬运行工况变化很大，且北方地区冬、夏两季环境温度差高达70℃，为了防止冷却器冻损事故，冬季大部分电厂人为将机组排汽背压控制在18～20kPa，排汽温度高达60℃左右，使机组热耗和煤耗大幅增加，严重影响了全厂运行经济性。

因此，如何在保证安全防冻的前提下，提高冬季直接空冷系统的冷却效果，成为亟待解决的问题。

1空冷机组冻结成因1.1环境温度过低。

在通风量一定的情况下，空冷凝汽器的散热量主要由环境温度决定。

实际运行中，空气经过风机后通过翅片间隙，带走母管内蒸汽凝结释放的热量。

使得管束内蒸汽和翅片管外的冷空气进行对流换热。

当冬季环境温度较低时，单位质量空气的冷却能力增加，蒸汽可能在下降管上半部分已经冷凝，下半部分则完全是冷凝水。

当凝结水向下流动时，会继续被管外空气冷却，导致凝结水过冷度增加。

翅片管中冷凝水可能会发生冻结，导致蒸汽在管束中停滞。

此外，由于冷凝水温度较低，下联箱也可能出现冻结。

1.2蒸汽流量分配不均。

空冷凝汽器运行过程中会出现热、汽流量分布不均的现象。

从理论上讲，汽轮机排汽应该均匀分布到各个管束。

但由于设计、制造、安装、风冷风机运行方式、环境温度、风速等因素的影响，导致蒸汽流量分布出现不均。

特别是在机组低负荷运行时，流量偏差可达5%。

随着进入空冷岛的蒸汽流量的减小，蒸汽流量分配逐渐增大。

直接空冷机组冬季启停冻结问题及防范措施探讨和湿冷机组相比，高寒地区的直接空冷机组在启、停机过程中空冷凝汽器会发生大面积冻结、损坏等事故。

影响空冷凝汽器冻结的主要原因有：①环境条件；②空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、进汽时间；③空冷风机运行方式的控制；④排汽参数的控制；⑤旁路系统的配合。

1 、冬季滑参数停机中运行参数的控制情况允许的条件下，要尽可能安排直接空冷机组在白天进行滑参数停机。

可利用相对高的环境气温和日照条件，有效地推迟和缓解空冷凝汽器内部结冰的进度，同时必须尽可能地减弱其内部结冰的程度，为机组启动创造良好的条件。

当环境温度降到2℃以下时，在空冷凝汽器管束中就有可能出现内部结冰的现象。

目前，直接空冷系统设计的温度监测点少，单从表计监视不能及时发现空冷凝汽器散热管束受冻。

实际经验表明，当表计显示出温度异常时，空冷凝汽器内部已发生大面积受冻。

所以运行中必须加强监视、调整和就地检查。

(1)、机组运行背压。

当环境温度越低时，根据空冷凝汽器防冻要求，需要的最小热量应越大。

机组负荷一定时，运行背压越高，排汽温度和排汽量越大，有利于防冻。

为了保证空冷凝汽器的安全，适当提高机组运行背压是非常必要的。

但是，必须限制汽轮机在对应工况下背压保护曲线的报警值以内。

(2)、各逆流式凝汽器真空抽气温度。

它是空冷凝汽器整体运行情况的反映，即使此温度比较高，也不能保证所有逆流管束的防冻安全。

运行中曾发现在环境温一15℃时，真空抽气温度高于40℃的情况下，空冷凝汽器逆流管束内部曾出现部分结冰现象。

(3)、加强就地检查。

运行中监视的参数是反映空冷凝汽器整体运行情况，不能反映局部冻结特征，而散热管束内部结冰是渐进形成的。

加强对空冷凝汽器散热管束表面温度的实测检查，可以及时掌握空冷凝汽器内部蒸汽分配以及局部冻结的情况。

(4)、凝结水收集联箱的表面实测温度。

直接空冷凝汽器采用一定的顺、逆流面积配置合理时(国电怀安热点有限公司为4：1)，绝大多数蒸汽在顺流凝汽器中凝结成水，而逆流式凝汽器仅有少量的蒸汽，以便于最大限度地回收蒸汽。

直接空冷系统发生冰冻的原因分析和对策概述直接空冷系统是一种常见的空调系统，其特点为室内和外部的热交换通过空气直接进行，因为没有介质，所以在使用的时候会存在一些问题，其中之一就是直接空冷系统发生冰冻。

本文将对直接空冷系统发生冰冻的原因进行分析，并提供一些应对策略，希望对广大用户有所帮助。

原因分析外部环境温度过低直接空冷系统的热交换是通过室内和外部的空气直接进行的，所以当外部环境温度过低的时候，就容易造成空调内部的水分在冷凝之后结冰，导致出现冰冻现象。

尤其是在北方冬季气温骤降的时候，直接空冷系统更加容易出现此类问题。

晚上使用空调太久晚上气温较低，人们一般需要开启空调进行补暖，如果长时间使用空调，则会导致室内温度过低，容易造成空调内部结冰。

此外，晚上人们较少活动，室内空气流通不畅，也会导致空调内部水分难以蒸发，产生积水引发冰冻。

用电压不稳直接空冷系统的制冷剂在工作的时候需要电力支持，如果接收的电压不稳定，就会影响整个系统的运转，导致温度异常，从而出现冰冻现象。

应对策略清洁空调过滤器空调的过滤器在使用一段时间后会被灰尘、细菌等污垢覆盖，影响空气流通，还会增加空调的工作负担。

因此，在使用空调时，需要定期清洁空调过滤器，保持过滤器的通畅性，降低室内空气的湿度，减少空调内部水分的蒸发，从而减少冰冻现象的发生。

水分处理直接空冷系统本质上是无法让水分不进入系统内部的，因此我们需要对它内部的水分进行处理。

在使用空调过程中，首先要保证室内空气的湿度适宜，避免湿度过大，容易形成结露。

此外，还需要在空调使用前及时清除室内水分，可以使用工具将室内积水清除掉，防止它在继续使用空调时形成冰冻。

调节空调使用时间晚上使用空调时，注意调节好使用时间，不要让空调连续使用过久，因为潮湿的空气会随着时间的流逝在房间中逐渐堆积，这样将会加重空调的工作负荷，导致出现冰冻现象。

因此，我们建议在使用空调时进行间歇性使用，让其停止工作一段时间，让水分有时间蒸发出去，从而避免冰冻现象的发生。

直接空冷机组冬季冻结原因及防范措施
修波
【期刊名称】《经济技术协作信息》
【年(卷),期】2012(000)029
【摘要】大型直接空冷发电机组在冬季运行及启停过程中，空冷凝汽器经常会发生大面积冻结和冻结导致的损坏事故。

本文针对空冷凝汽器冻结的主要原因，提出了控制运行参数，合理调整空冷风机的运行方式，投退出部分空冷凝汽器，投入旁路系统增加空冷岛进汽量等防范措施以避免空冷凝汽器冻结。

【总页数】1页(P100-100)
【作者】修波
【作者单位】内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】F426.2
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1.直接空冷机组空冷散热管束冬季冻结原因分析及防范措施 [J], 李伟华
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3.300 MW直接空冷机组停机后汽缸进水的原因分析及防范措施 [J], 高恩厚;周亚民;张立胜
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5.300MW直接空冷机组冬季冻结原因分析 [J], 张博
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直接空冷机组冬季启、停存在的问题及相应对策探讨摘要直接空冷机组的安全、经济运行受外界气象条件影响非常大。

冬季在机组启、停，异常处理中空冷凝汽器可能大面积冻结甚至严重损坏等等。

本文就冬季直接空冷机组在启、停过程中存在的问题及相应对策进行讨论。

关键词直接空冷机组；冬季；启停操作在冬季，如何在空冷凝汽器不发生大面积冻结、损坏事故的情况下，保证机组顺利停机、启动是每个空冷机组必须面对的问题。

下面就冬季直接空冷机组的启动、停运问题进行讨论分析。

1 机组冬季启、停过程中存在的问题：在冬季，直接空冷机组在启动、停运过程中，必然存在空冷凝汽器的进汽量低于防冻要求的最小值阶段，这阶段极易发生空冷凝汽器局部结冰现象，如不能及时发现而任其发展就有可能发生空冷凝汽器大面积冻结、设备损坏事故，进而推迟机组的启动，甚至造成机组长期不能启动的事故[1]。

2 直接空冷机组冬季滑停过程中的注意事项在冬季，直接空冷机组一般由于按调度计划滑停，在机组滑停过程的末段，必然有空冷凝汽器的进汽量过小，其凝结水直接冻结在空冷凝汽器受热面上的情况。

所以，机组滑停过程要尽可能减弱空冷凝汽器受热面结冰程度，为下次机组启动创造更好的条件。

为此，我们要从如下几个方面进行控制：2.1 各排抽气口温度加强对各排逆流段抽气温度的监视，它是各排整体运行情况的反映。

根据运行经验，环境温度降到-15℃、逆流段抽气温度高于30℃的情况下，曾发生部分逆流段换热面结冰现象，因此，要控制逆流段抽气温度不低于30℃。

2.2 加强就地检查加强对空冷岛换热面的就地检查，以利于及时发现局部结冰、冻结现象，便于及时采取措施调整，防止其发展、蔓延。

2.3 机组背压保证机组背压在15～20KPa之间，环境温度越低，机组背压应保持越高，以提高汽轮机排汽及凝结水温度，延缓空冷凝汽器换热面结冰的发生、发展。

2.4 停空冷风机的顺序当机组背压低于15KPa时，就要逐渐停空冷风机。

①根据运行经验，逆流段受热面容易结冰，因此首先停逆流段空冷风机，减弱对逆流段换热面的强制通风冷却，必要时还可使逆流段空冷风机低速反转，这样可抑制自然通风对逆流段换热面的冷却，也就减小了其结冰的可能；②将各排与逆流段相鄰的两个顺流段冷却单元视为一组，根据机组背压，按抽气口温度由低到高的顺序逐排逐步成组停空冷风机；③保证运行的风机转速不能超过20Hz，防止影响相邻冷却单元进汽分配及局部过冷；④成组轮换风机运行，防止局部过冷。

300MW直接空冷机组冬季冻结原因分析【摘要】针对辽宁调兵山煤矸石电厂300MW直接空冷1号机组，在冬季启停机、正常运行及事故情况下由于蒸汽隔离阀不严等原因空冷凝汽器易出现冻结现象，从空冷系统进汽量、机组背压、空冷岛上风速、风向的变化、机组结构特性等几方面进行分析。

【关键词】空冷机组冬季冻结原因分析最近几年，直接空冷机组得到广泛应用。

辽宁调兵山煤矸石电厂即为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式300MW机组。

空冷系统结构布置分为：六列每列五台风机单元布置，单台机组共30个风机单元，其中每列的3号风机为混流单元，另外4台为顺流单元.空冷岛整体列数排列顺序为（从固定端排列）：MAG10- MAG20- MAG30- MAG40- MAG50- MAG60；其中MAG30和MAG40列为启动列（说明：在蒸汽分配管和凝结水疏水管道没有安装任何电动阀门装置），其它四列为运行列（在上条所述的管道上都设计安装有电动阀门装置，为了在低负荷或冬季运行工况下合理的控制空冷系统安全、经济运行），除此之外还设计一个抽真空旁路电动阀，安装于排汽主管道与抽真空母管之间（作用是在机组启动前快速建立真空所用）。

空冷系统热控测点设计：共设计3个排汽压力（绝压）、3个排汽温度、3个爆破膜装置、6个抽气压力（每列抽真空管道各设计1个）、6个抽气温度（每列抽真空管道各设计1个）、12个凝结水温度（每列左右侧疏水集管各一个）、凝结水汇总管温度1个；环境仪表共分为：3个环境温度、1个大气压仪表、1个风速仪、1个风向仪表。

由于调兵山地处北方寒冷地区，并且由于空冷系统进汽隔离阀不严及机组结构特性等原因，致使直接空冷机组在启停机、正常运行及事故情况下空冷凝汽器管束易发生局部冻结、损坏等事故，直接影响机组安全运行。

通过跟踪直接空冷机组的调试及运行，总结出空冷凝汽器冬季冻结的原因。

一、冬季启停机及正常运行时空冷凝汽器冻结的原因分析（一）冬季启动机组时造成空冷凝汽器冻结的原因主要是空冷系统进汽量小于额定进汽量的20%，蒸汽的放热量小于管线对环境的放热量，使得进入空冷系统的蒸汽发生冻结，并以冰的形式储存于空冷岛上。

直接空冷系统防寒防冻原理及措施作者：张超来源：《中国科技纵横》2016年第11期【摘要】新疆哈密地区地处我国西北部丝绸之路上，跟大多数北方地区一样为富煤缺水地区，发展直接空冷技术是解决哈密地区火电发展的关键。

但由于直接空冷系统受环境低温因素影响较大，在提高机组效率的同时空冷翅片很容易出现冻结现象，面临的防冻问题就显得更加突出。

【关键词】火力发电厂直接空冷系统防寒防冻措施1引言神华国能哈密电厂4*660MW直接空冷系统（ACC）通过向大气释放热量对汽机排汽进行冷凝，我厂直接空冷系统每台机组由8列8排共64个空冷单元组成，每列由3个逆流单元与5个顺流单元组成。

大多数蒸汽在顺流单元凝结，少部分蒸汽在逆流单元中凝结，凝结水向下流入联箱汇集进入排气装置继续进行汽水循环，不凝结气体在逆流单元顶部汇集，由水环式真空泵抽出。

本文以神华国能哈密电厂4*660MW直接空冷系统运行工况为背景，阐述了我厂对于直接空冷系统防冻的原理理解与执行措施。

2空冷系统冬季防冻保护措施与注意事项2.1造成空冷系统结冻的主要原因有以下几点（1）不凝结气体大量泄漏；（2）抽气能力下降；（3）换热不均；（4）蒸汽隔离阀内漏。

少量蒸汽进入管束，旁路阀伴热不投，旁路阀不开；（5）换热能力大于热负荷；（6）误操作。

如：风机自动投入选择不当；长时间反转、停转逆流风机；启动蒸汽流量过小等。

2.2其中最重要的是不凝结气体导致的冻管，大部分冻管源于冷区，而冷区源于直接空冷系统中的空气聚集如果蒸汽中含有空气就会在管束中形成冷区如图1所示。

在冷区里，蒸汽的含量很少，凝结放热很小，而空气本身因为比热小，很容易被冷却到环境温度。

当凝结水流经冷区的时候就会被冷却，如果在冷区内被冷却到冰点，就会结冰。

所以所有可能导致空气聚集的因素都会增加冻管的风险。

以神华国能哈密电厂1号机组为例，蒸汽在ACC中的流动如图2所示。

但是如果停掉C5风机，C6风机满负荷运行，则C6区形成了一个强冷区而C5则形同蒸汽分配管，从而有可能造成C6管束两端进汽，在C6管束中会形成蒸汽冷凝成凝结水，凝结水在冷区内进一步被冷却至冰点下，造成C6管束冻结，所以大多数电厂最早冻结的为顺流单元，故我厂制定冬季直接空冷系统就地巡视检查的重点设定为顺流区底部，发现冷区及时进行各排风机频率调整及翅片管束铺盖。

第29卷第3期2010年9月青 海 电 力Q I N GHA I ELECTR I C POWERVo.l 29No .3Sep .,2010作者简介:王生渊(1972-),男,青海西宁人,工程师,从事火电厂调试工作。

收稿日期:2009-05-25660MW 直接空冷系统冻结原因分析及对策王生渊,马源良,黄中华,张天锁(青海电力科学试验研究院,青海西宁810008)摘 要:对大型直接空冷机组在冬季启停过程中以及低负荷运行阶段空冷系统易发生冻结现象进行分析,并在系统设计方面、控制逻辑方面、启停过程、低负荷运行阶段采取相应的防冻措施。

关键词:直接空冷机组; 凝汽器; 防冻措施中图分类号:TK 264 1+1 文献标识码:B 文章编号:1006-8198(2010)03-0042-03Freezing Reason Anal ysis of 660M W D irect A ir Cooling Syste mand Its Counterm easuresWANG Sheng -yuan ,MA Yuan-li a ng ,HUANG Zhong -hua ,Z HANG T i a n-suoAbstrac t :The paper makes ana l ysis on a ir cooli ng syste m freezi ng phenom enon of a i r coo li ng condenser of l arge -sca le d irect air cooli ng un its dur i ng sta rt up and s hutdown i n w inter and lo w load ope rating stage ,and adopts re levant ant-i freezi ng m easures i n syste m desi gn ,contro l log ic ,sta rt up and shutdown cou rse and lo w load operati ng stage .K eywords :direct a ir coo li ng syste m;condenser ; antifree zi ng m easures1 空冷系统概况山西同华电力有限公司轩岗电厂2 660MW 直接空冷机组的空冷凝汽器采用德国GE A 公司ALEX 单排管技术,每台机组空冷凝汽器换热单元按照7 7方式布置,共安装49组空冷凝汽器,每组空冷凝汽器由若干个散热器管束组成,以68 组成等腰三角形A 型结构,两侧分别布置散热器管束,下面布置轴流变频调速冷却风机。

Shebei Guanli yuGaizao ♦设*管理与改造直接空冷系统发生冰冻的原因分析和对策焦东新(大同煤矿集团同达热电有限公司，山西大同037001)摘要:直接空冷系统广泛应用于北方热电联产机组，冬季供热与空冷防冻矛盾突出，防冻措施不到位会直接影响机组安全运行和稳 定供热。

现阐述 发 的、防冻的 发 的法。

关键词:％系统;冰冻;原因;措施;处理方法1直接空冷系统冰冻的原因1.1热源和冷源不匹配岛发 源于热源和冷源的 ，理论上讲，进入岛的蒸汽携带的热 要能 汽和 过的金属管道壁温不低于〇]，蒸汽或 不 属表 &如果进入 岛的热量不足，难以保证散热器管束和道金属温度保持。

]以上"此金属表面上就要结，从而严 散热器管束' 和进汽管道，产生裂纹变形。

系统进汽携带热量的多少，与蒸汽流量和蒸汽温度有 关。

系统散热器的冷源与环境温度、风速、风 速有关，境温度是影响冷源的主要因素。

发 主要 源和热源不 造成的。

热电厂冬季防冻主要 用户需要逐渐增加供热量抽汽量的同时，空冷系统 要一定的排汽量保 行。

组负荷稳定的情况下，对外供热 大，空冷系统的进汽 ，将导致 系统防冻更加困难。

1.2设备12. 1进汽蝶阀不严是造成空冷系统结冰的主要原因系统 行中，其风 速和各排进汽 开关全部自动控制，当进汽量偏低时，控制逻辑 “真空设定值”和“实际 ”偏差大小发出关 汽 的指令，该进汽 关，如果不严有漏量，由于漏入汽 ，但散热器冷却能力强，将导致冷源能 大于热源能量，发 &，空冷系统 的严 防冻关 &12.2空冷系统不严漏入空气系统有漏点时，由于漏入 气使该 度下降，过冷度增加，易发 。

例如：同煤大唐热电！1! 1排左侧 母管有3道焊口有裂纹，在汽缸排汽温度60]时，左侧 度只有1〇]，处理裂纹后" 度升至58]。

，空冷系统的严防冻的另一 要素。

2防止冰冻措施2.1 侧采取的厂家最初防冻逻辑设计如下：(1)顺流保护动作过程:排汽温度与凝结水温差小于8]，风机转速 逻辑控制。

50MW直接空冷冰冻的原因和对策一、空冷岛冰冻的原因1、热源和冷源的不匹配空冷岛冰冻发生的原因很简单，就是热源和冷源的较量，进入空冷岛的蒸气携带的热量只要能使蒸汽和凝结水通过的金属管道壁温保持不低于0℃，那么从理论上讲，蒸汽或凝结水就不会在金属表面结冰。

在实际运行控制中，主要控制凝结水温度和抽真空管内温度在一定值，这个温度值要远远的高于0℃。

如果进入空冷岛的热量不足，难以保证散热器管束和凝结水管道金属温度保持在0℃以上，那么凝结水在此金属表面上就要结冰，结冰严重可以使散热器管束或凝结水管道损坏，使散热器管束和凝结水管道或进汽管裂纹变形，严重管道破裂。

直接空冷防冻保护中，对凝结水温度、抽真空管温度有控制，低于控制温度后，防冻保护就动作，防冻保护动作后，根据温度值的变化可以逐渐降到风机转速，直至风机全停。

空冷系统进汽携带热量的多少，与蒸汽流量和蒸汽温度有关。

即与汽缸排汽量和真空有关。

空冷系统散热器的冷源与环境温度、风速、风机转速有关，环境温度是个主要原因；风向变化有影响，但其变化快不稳定，无法考虑它的影响。

发生冰冻时，主要就是冷源和热源不匹配造成。

所有的防冻措施不是控制冷源就是增加热源。

热电厂冬季防冻主要矛盾、是在用户需要逐渐增加供热量的时候，空冷系统也需要保证一定的供热量。

在机组负荷稳定的情况下，对外供热量增大，空冷系统的进汽量就减少。

如果为了防冻空冷系统进汽量增大，相应的必须减少对外用户的供热量，但冬季保证居民供热是主要任务，所以导致空冷系统的防冻更加困难。

运行工况的变化、设备出现缺陷（尤其是系统漏空气）、机组负荷偏低，空冷厂家在设计时对供热电厂的特殊性考虑不全面，导致热电厂空冷系统冬季的防冻任务相当艰巨，轻微冰冻很难避免。

2、设备缺陷造成的空冷系统结冰2.1进汽蝶阀不严，是造成空冷系统结冰的主要原因。

空冷系统正常运行中，是全部自动控制其风机的转速和各排进汽蝶阀的开关，当进汽量偏低时，控制逻辑根据“真空设定值（或排汽压力）”和“实际真空值”偏差的大小发出关闭某街区进汽蝶阀门的指令，该进汽蝶阀关闭后，如果关闭不严有漏量，由于漏入的汽量小，但散热器的冷却效果大，导致冷源能量远远大于热源的能量，结冰肯定发生。

直接空冷系统防冻措施当环境温度小于1℃时,直接空冷系统便进入冬季运行｡由于空冷岛散热面积大,冬季防冻工作非常重要,机组在启､停､正常运行和事故情况下防冻措施各不相同,现总结如下:一､机组启动时空冷系统的防冻措施1.冬季启动分析及锅炉注意事项1.1.1空冷机组,冬季启动要特别重视锅炉上水系统和空冷系统局部冻结堵塞问题｡冬季环境温度低,如果排汽凝结放热量小于其管线对环境的散热量,排汽就在未到达空冷散热片时就已全部凝结成水,不能实现正常的汽水循环流动｡具体现象表现为:在起初的一段时间内排汽压力偏低,严重时可达到3~4KPa,凝结水过冷度大;一定时间后,由于大量凝结水不断集聚储藏于排汽管道中,排汽装置水位偏低,凝结水系统回收水量低,汽水流量严重不平衡,除氧器或排汽装置补水量不正常增加;排汽管道积水严重时,可能阻塞空冷设备汽水工质的正常凝结和流动过程,造成低压排汽压力与空冷散热片内压力偏差大,汽水工质失去热自拔能力,排汽管线和散热片中出现涌水现象,局部出现水击现象和积水冰冻现象;处理不得当,可能因管道机械负载大和冲击振动以及大面积冰冻而造成设备损坏｡1.1.2冬季启动初期,空冷防冻措施中规定:空冷开始进汽后,空冷进汽量必须在30分钟内达到其额定汽量(680 t/h)的20%(大约135t/h)｡1.1.3 启动初期,由于空冷不能进汽,低旁关闭,再热器处于无蒸汽流状态,因此必须注意过､再热器的保护｡启动点火过程中,要特别注意炉膛出口烟温探针指示温度≯538℃,打开锅炉主汽5%疏水｡1.1.4 由于空冷最低进汽量的限制,因此可能因机组启动状态不同,汽压和汽温会不匹配:机组冷态启动时可能出现汽压低､汽温高,蒸汽流量小的现象,难以同时满足汽机冲车和空冷岛进汽量的要求,因此锅炉必须尽量压低火焰中心,汽压低于6MPa以前,锅炉尽量保持过热器排汽阀开启,汽机尽量开大高旁,提高循环速度｡必须有意识的限制升温速度;温态或热态时,可能会出现汽压高､汽温低的现象,因此锅炉可以适当抬高火焰中心,汽压高于6MPa以后,汽机1尽量开大旁路｡1.1.5 针对各受热面､汽包金属温度较低､个别管子可能有积水结冰现象,锅炉上水､点火及升温升压期间必须严密监视､严格控制金属温升速度;在蒸汽未达到阀门规定的关闭参数前,必须认真检查各管路畅通;如启动过程不顺利,无法排除管路结冰可能时,必须加强检查并采取管道疏水等方法｡冬季环境温度低于4℃时,锅炉上水时间可适当延长,但要防止启动时间太长,管道容器结冰;上水温度控制在40~50℃左右,并严密监视上水管道膨胀和汽包壁温变化情况;锅炉上水后立即开始水冷壁底部排污,汽包见水后应适当开启连续排污门,汽包压力在0.2Mpa 以前必须始终保持一定的给水量,定排联箱和定排底部放水门开启,以防水流停滞而冻结｡1.1.6针对屏式受热面内集水较多,点火启动时,必须控制好初投燃料量,进行充分暖炉,将集水蒸干后锅炉方可继续升压｡1.1.7 冬季停运时间较长的电机在送电投运前,必须测量绝缘合格,特别是室外设备｡1.1.8当汽包压力达到0.7Mpa,逐步开大高旁｡汽包压力达到1.0Mpa后,利用高旁控制再热器升压率不大于0.05Mpa/分,维持再热汽压在0.4Mpa以下,关闭高过入口集箱疏水门,保持高温再热器出口空气门开启｡1.1.9在锅炉主汽流量低于 135t/h前,维持以上状态,利用炉膛出口烟温探针,监测烟气指示温度≯538℃｡1.1.10 主汽压力未达到6Mpa时,必须逐渐开大高旁,以尽量增加锅炉蒸发量,限制蒸汽升温率｡当锅炉主汽流量达到135t/h后,再热汽压超过0.4Mpa后,关闭高再出口空气门,当再热汽压达到1.0 Mpa时,蒸汽温度接近汽机冲转参数而锅炉蒸发量不足135t/h时,必须进一步压低火焰中心｡1.1.11在锅炉主汽流量达到135t/h后,逐渐开启低旁,并开大高旁｡将排外疏水倒入排汽装置｡关闭过热器环型集箱疏水,同时增加燃料,在25分钟内,将锅炉蒸发量增加至175t/h,控制各受热面金属不超温,过､再热汽升温率､升压率符合冷态启动曲线要求｡控制各受热面金属不超温,过､再热汽升温率､升压率符合冷态启动曲线要求(为了满足空冷进汽量,不得已时可考虑适当偏离过､2再热汽升温率､升压率及冷态启动曲线要求)｡1.1.12 低旁开启后,达到冲车条件时汽轮机冲转｡机组未并网前,维持锅炉蒸发量17% BMCR(190t/h),并网后,应尽快增加负荷至20%(225t/h)以上｡1.1.13 机组在短时间内不具备并网加负荷条件时,必须维持锅炉蒸发量在17% BMCR(190t/h)以上,并保持高低压旁路开启;如锅炉蒸发量低于13% BMCR(146t/h)且30分钟内不能恢复,必须关小高旁,降低再热汽压力至1.0Mpa以下,关闭低旁,停止向空冷排汽｡1.1.14 当汽轮机的进汽量大于7O%额定进汽量时.采暖供热可以投入运行｡环境温度越低,采暖抽汽量越大,进入空冷岛的蒸汽量越少,对空冷岛的防冻更加困难｡但由于供热负荷仍为执行,现暂时执行在启动后负荷低于50%时(165MW),严禁向热网供汽｡2.冬季冷态启动方法:1.2.1 接到机组启动命令后,空冷选择“手动运行”模式,检查关闭到排汽装置扩容器的全部疏水｡我公司现没有主汽和再热器管道的排地沟或排空疏水,希望以后安装｡1.2.2 冬季启停机过程中应设专人对空冷岛各排散热器下联箱及散热器管束进行就地温度实测,有异常时应增加检查和测量次数｡(我公司冬季工况首次启动应有专人在空冷检查,现正常运行时冬季要求2小时巡检一次)1.2.3检查开启汽轮机主汽管道､再热管道对空排汽(对空排汽炉侧根据情况)和疏水门｡1.2.4 检查开启其它排地沟疏水门,用门的开度控制排汽量｡1.2.5锅炉上水过程中,应投入空冷抽真空系统,开启抽真空旁路门,开始建立真空｡1.2.6 锅炉上水结束后,当排汽压力低于30KPa时,开启空冷各列抽空气阀,关闭抽真空旁路阀锅炉开始点火,在此阶段禁止开启低旁｡1.2.7 关闭空冷岛各排散热器进汽蝶阀及凝结水回水阀,各蝶阀要求处于手动位置｡1.2.8机组启动时根据真空及凝结水疏水管温度逐列投入空冷,投入次序为10-20-30-40-50-60列,已投入的列凝结水温度均大于35℃时方可投入下一列,并投入启动列逆流风机､顺流风机｡顺流风机按5,1,4,2的顺序启动｡投完一列后再投下一列｡(因现在#1机60列蒸汽隔离阀不严所以现暂时按30-40-50-60-10-20的顺序依次解列各列空冷运行,#2机50列､60列蒸汽隔离阀故障所以现暂时按30-40-50-60-的顺序依次解列各列空冷运行)1.2.9在锅炉主汽流量达到135t/h,将主､再热汽排外疏水倒入排汽装置｡开启低旁约10%,旁路初始的进汽量应控制在10%额定进汽量左右,对空冷进行加热,当各凝结水温度及抽汽温度都大于35℃时,再逐渐开大低旁直至100%,同时用高旁维持再热汽压为1.0MPa｡1.2.10排汽流量可由给水流量估算,当空冷散热器凝结水温度高于35℃时,相应的空冷风机启动后｡维持真空在40-45 Kpa,就地检查散热器管束表面温度均应上升且无较大偏差,否则停运风机｡1.2.11旁路系统投入后,控制低旁减温器后温度在100-150℃,在保证空冷岛进汽温度小于121℃情况下,尽量提高空冷岛进汽温度｡1.2.12低旁开启后,蒸汽参数合格,锅炉运行稳定,汽轮机开始冲车;从低旁开始开启至汽轮机开始冲车,时间应控制在15分钟之内,以防止空冷系统因进汽量小冻结堵塞｡1.2.13 当空冷从计时进汽到30分钟期间,锅炉应加强燃烧,保证空冷进汽量的供给｡1.2.14 机组并列后,根据汽缸金属温度尽快带至最小防冻流量所对应的负荷｡二.机组停机及事故情况下时空冷系统的防冻措施2.1机组在停机过程中,将空冷退出自动调整,手动均匀降低各列风机转速,维持凝结水温度在35℃以上,无法维持时,集合当前真空情况按照60-50-40-30-20-10的顺序依次解列各列空冷运行｡(因现在#1机40列､60列蒸汽隔离阀不严所以现暂时按50-30-60-40-20-10的顺序依次解列各列空冷运行,#2机50列､60列蒸汽隔离阀不严所以现暂时按40-30-60-50-20-10的顺序依次解列各列空冷运行)2.2 负荷解至100MW以下,主汽流量小于135 t/h,可以开启高､低旁向空冷系统充汽,但要控制低旁减温器后温度在100-150℃,在保证空冷岛进汽温度小于121℃情况下进行｡降低再热汽压力至1.0Mpa以下｡高､低旁开启时注意保持真空不低于-65Kpa｡谨防旁路开度过大造成排汽安全门动作｡(注意需要开启高低旁时,注意高排温度,防止高排温度高跳机,和退出高排压比保护)2.3 机组负荷到零后,立即关闭所有至排汽装置的疏水,将疏水倒至室外或排地沟｡(主汽､再热汽疏水,辅汽联箱疏水,轴封系统疏水等)｡2.4汽轮机打闸后立即关闭高､低旁路系统｡检查关闭所有列的蒸汽隔离阀｡2.5破坏真空,确认进汽蝶阀在完全关闭状态｡必须用专用测温仪器就地测量门后温度｡以确认门关闭,并严密｡2.6 冬季启停机时,尽量安排在白天气温高时进行｡2.7 每班定期检查空冷凝汽器进汽蝶阀､凝结水管道及仪表伴热带的投入情况｡进汽蝶阀伴热带在蝶阀关闭时投入,蝶阀开启后退出,凝结水管道伴热带在凝结水管道内温度低于25℃时投入,高于35℃时退出｡抽汽管道伴热带根据现场情况要求投入｡2.7机组因故甩负荷到零:冬季机组因故甩负荷,立即将空冷切手动控制,停止所有空冷风机,将3､4､5､6列进汽蝶阀及相应的凝结水门､抽空气门关闭｡适度开启旁路门,进行空冷岛防冻,注意进入排汽装置的蒸汽不超温,超压,排汽安全门不动作｡旁路开启后应注意锅炉侧参数,若机组能立即带负荷,要迅速接带,按启动措施投入各列空冷运行｡若机组要较长时间不能带负荷,要保证空冷的最小流量｡认真检查30､40､50､60列进汽蝶阀及凝结水门是否关严,发现不严或空冷结冰或温度过低,无法提高进入空冷的蒸汽流量时,达到停机要求时,要迅速打闸停机｡将疏水倒至室外或排地沟｡2.8机组因故打闸:要立即将空冷切手动控制,迅速停止所有空冷风机,关闭各列进汽蝶阀和凝结水门,检查旁路门关闭,将进入排汽装置的疏水倒至室外或排地沟｡切断一切可以进入空冷的汽源｡机组重新启动按冬季启动方式进行｡2.9 锅炉灭火:冬季锅炉灭火,主汽流量会很快下降,此时空冷岛会很快结冰,所以锅炉灭火要迅速解列30､40､50､60列空冷运行,只留启动列来维持机组带初负荷运行,根据空冷参数逐步投入各列空冷｡如果炉跳机不投,尽量少开或不开旁路,以防止主汽参数下降过快造成停机｡锅炉灭火时疏水可以正常排入排汽装置｡一旦打闸,要迅速将疏水倒至室外或排地沟｡三､空冷系统正常运行时的防冻措施由于我厂空冷散热面积达82万多平米,冬季机组正常运行的防冻工作也很艰巨｡结合空冷经济运行考虑,进入冬季空冷系统应投入自动运行｡自动控制逻辑见3.5条,进入严冬空冷系统除采取强制防冻措施外还要在外部加装防冻装置｡具体措施如下:3.1 进入严冻,停用#1､2号空冷岛的周边共30台风机,用苫布将风机口封住,避免冷风对流｡#1号空冷60列蒸汽隔离阀管道变形,#2号空冷60列蒸汽隔离阀未调整严密｡隔离3.2空冷岛凝结水管道需进行保温,空冷岛上温度及压力表管加伴热｡3.3空冷岛正常运行期间,尽量保持同排中各风机的频率相同,低负荷时尽可能保持各排风机多投､低频运行｡3.4 机组正常运行时,应尽量控制机组负荷高于空冷岛在不同环境温度下机组运行的最低负荷(见附表)｡附表:空冷岛在不同环境温度下应保证的最小进汽量和运行中最低负荷:(6列散热器全部投入时)现因负荷紧张达不到这个条件,且我公司机组还属于供热机组,排汽量不能保障｡3.5 空冷投自动控制进行初冬的防冻,控制逻辑如下:机组冬季保护､回暖程序3.5.1顺流凝汽器冬季保护的触发条件:a) 逆流凝汽器的冬季保护未触发｡。

工程类中级职称文章直接空冷供热机组在冬季运行的防冻经验新疆地处西北属于大陆性干旱气候，北疆平原年平均气温低于10℃。

乌鲁大齐冬季常年最冷时达-20、-30多度，历史上曾出现过-41.5℃的极端最低气温，其中-25～-35℃可持续1-2月。

由于新疆冬季漫长，乌鲁木齐的供暖期长达半年之久。

摘要：针对火电直接空冷供热机组冬季运行的问题，从空冷机组的结构设计、技术措施、运行操作方面，提出了相关的安全运行措施。

关键词：工程类中级职称文章,直接空冷;空冷凝汽器;供热;冬季防冻所以，空冷供热机组的防冻成了机组冬季保证市区居民供热安全的重要环节。

空冷凝汽器作为汽轮发电机组的重要组成部分，它的作用就是把汽轮机排除的乏汽凝结成水，与真空抽气装置一起维持汽轮机排汽缸和排汽装置内部的真空。

在直接空冷凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽在装有翅片管束的管道内流动，冷空气在翅片管外表面换热，对管内的蒸汽进行冷却。

凝结后的水经过凝结水回水管路回至排汽装置，再由凝结水泵送回汽轮机的凝结水系统，经处理后再送至锅炉。

一、直接空冷系统的构成及特点1.系统的构成以米东电厂两台直接空冷为例，空冷凝汽器布置在主汽机房A排外的空冷平台上。

空冷平台边距主汽机厂房A列的距离为17.5m，两台汽轮机排汽管中心线间距为75.0m，每台机组设30个冷却单元，沿A排方向布置6列空冷器，每列为5个冷却单元，每个单元由10片管束组成。

每台机组空冷平台面积为66.84m×54.35m，两台机组空冷平台之间布置宽为8.16m的连接钢板，风机平台高度35.00m。

每列共有一个逆流单元和四个顺流单元，单台空冷凝汽器的总散热面积为838625m2。

每个空冷凝汽器单元下部安装一台直径约为∮9144m的轴流风机，所有风机均采用变频调速电机，每台电动机功率110KW。

风机平台高度35m，空冷管束冷却元件采用单面覆铝钢基管、铝翅片、单排管结构。

汽轮机低压缸排出的乏汽，从通过一根DN5500mm的水平排汽管从主汽机房引至A排轴线外1.0m后设大小头变径为DN6000mm的水平排汽管道，而后DN6000mm的排汽管道向上爬升至水平高度后，水平分为两根DN6000mm干管，再从每根干管分别引出三根DN2400mm支管至空冷凝汽器顶部的蒸汽分配管，向空冷凝汽器管束分配排汽，轴流风机使空气流过管束外表面带走热量，将排汽凝结成水，再由凝结水管汇集，排至主汽机厂房的汽轮机排汽装置。