论空冷机组防冻方案与冬季启动
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空冷机组冬季运行注意事项及防冻措施摘要:近些年我国经济发展十分迅速,空冷机组冬季运行成为人们关注的事情。
燃煤发电厂使用大量的燃料和大量的水。
水是制约水资源短缺的主要因素。
电厂在“富煤少水”或在干旱地区。
某电厂位于极寒地区,冬季最低温度可达到-35.5℃,空冷系统为新建300MW汽轮机配套项目。
因所处地区冬季环境温度低,需严密监视空冷系统运行状态,防止管束出现冻裂现象。
关键词:空冷机组;冬季运行;防冻措施引言空冷是西部缺水区域火电机组主要冷却方式,因西部区域冬季环境低,经常发生空冷单元结冰甚至管束冻裂现象。
本文针极寒地区某电厂空冷机组冬季运行的情况,对现场进行部分改造,增长设备运行周期,保证机组冬季运行稳定。
1空冷机组冬季运行注意事项空冷系统冬季运行主要监控凝结水温度,排汽温度、排汽压力等参数,在此基础上及时调整轴流风机频率,控制参数在规定以上,具体如下:①环境温度低于-2℃空冷岛进入冬季运行期,并设专人对空冷岛散热器各部进行就地温度实测。
②在开放式运行情况下,必须提前了解和监测环境气象条件的变化。
冬季尽量在白天开始和停止。
③在任何情况下,空冷岛平台门在关闭位置。
空冷岛凝结水回水总管回水门始终保持在全开状态。
④冬季空冷岛正常运行期间,机组背压保持在25~30kPa,两台真空泵运行。
当环境温度低于10℃时,任何10kPa单位的情况都不允许后退。
⑤凝结水过冷是指汽轮机压力和每列的冷凝水温度下的饱和温度之间的差异。
在冬季霜冻期间为了安全监测指标,严禁低于6℃,冷凝温度在35℃以上。
⑥冬季天气凉爽时,或大风天气情况下,操作人员应适当增加负荷或改善运行背压。
引发热量分布束冻坏事故。
⑦冬季在空冷岛运行期间,及时做好巡检记录,投入各列散热器表面最低温度和凝结水下联箱外表面最低温度低于0℃时,汇报相关领导。
2空冷机组防冻措施2.1减少翅片散热量空冷岛设计有最小防冻流量,就是确保在此蒸汽流量下翅片不冻结。
冬季为电网用电低谷季节,电负荷较低,但热负荷却较大,为了保证供热温度满足要求,必须提高机组抽汽量,导致进入空冷岛的蒸汽量小于最小防冻流量。
空冷岛防冻措施[空冷岛冬季运行防冻技术要求]空冷岛冬季运行防冻技术要求我公司2×135WM热电联产机组汽轮机排汽凝结方式为空气冷却,为防止空冷岛在运行中发生管道冻结,生技部根据本地区自然气候情况,特制定以下空冷岛冬季运行要求。
一、总体要求 1.冬季环境温度低于0℃运行期间加强空冷岛的巡视,要求携带便携式测温装置对防冻的关键部位(顺流区中部偏下,逆流区顶部、凝结水集水箱弯头位置、抽真空管道与散热翅片连接位置)进行测温,并做好记录。
2.监视各排真空抽气口温度,应比本排下联箱凝结水温度低1-5℃,但不应低于5℃3.保证凝结水出口温度高于30℃,尽量减小凝结水的过冷度,保证凝结水过冷度不大于5℃。
4.机组冬季运行时背压不低于10KPa。
二、机组启动过程中防冻要求 1.机组在冬季启动过程中应将空冷岛有防冻蝶阀的列(三、四列)退出运行,并检查确认蝶阀在完全关闭的位置;先将主排汽母管抽空气阀打开为排汽装置建立真空,真空建立完成后将排汽母管的抽空气阀关闭,使蒸汽开始进入空冷岛。
2.空冷岛进汽时要控制好减温水开度,保证高压旁路出口温度在300-330℃左右,二级减温水后温度保持在160℃以上。
3.根据排汽缸温度投入低压缸喷水减温,控制低压缸排汽温度在正常值范围内,排汽装置的温度小于80℃。
4.低旁投入后,应尽快增加低旁流量,使其达到空冷凝汽器的流量保持在50-58t/h左右,并根据实际空冷回水的实际温度(回水温度大于30℃,不凝结气体抽空气管温度大于10℃)调整进入空冷岛的蒸汽量。
6.在空冷岛进汽期间,维持锅炉压力不超过6MPa。
7.风机在空冷凝汽器进汽后可能不投运,需要投入风机时,应根据机组的背压、各列散热器下联箱凝结水温度以及各抽空气口温度等参数综合考虑后决定开启某台风机。
8.投入1、2列(102、103、202、203)风机反转时应确认抽空气口温度不低于22℃。
风机投入后密切监测各排两侧凝结水出水温度不低于30℃,各列抽空气口温度不得低于20℃。
空冷岛启停中的防冻措施总则:机组计划性的启动停止应尽量安排的温度较高的白天进行。
一、机组启动过程防冻1、锅炉点火前,将机组管道疏水一、二次电动门关闭严禁排气装置进热水热汽。
2、锅炉点火后,主蒸汽采用对空排汽的方法进行升温、升压,锅炉在升温升压同时控制炉膛出口烟温,防止再热器损坏。
当主蒸汽流量达到空冷凝汽器的最小防冻流量时(空冷最小防冻流量详见《集控辅机运行规程》,当冬季环境温度在-5度以内时,锅炉主汽压力达1.5MPa,温度200℃时,A磨煤机煤量达到35t/h, 当冬季环境温度在-5度到-10℃时,锅炉主汽压力达2.0MPa,温度200℃时,A磨煤机煤量达到40t/h,方可投入旁路系统运行),并检查三级减温水投入正常,关闭炉主汽对空排汽,同时开启机组管道疏水。
在空冷系统投运前两小时投入空冷凝汽器进汽隔离阀电加热,确保阀门开关灵活。
空冷系统停运前一小时投入空冷凝汽器进汽隔离阀电加热,待停机后四小时停运电加热。
3、随着主控制器PID输出的不断增加,运行人员注意检查逆、顺流风机应根据ACC自动控制曲线的顺序依次启动。
4、冬季启动后,还应注意ACC冬季保护程序、回暖程序的自动投入情况,发现异常,手动进行控制。
5、当机组启动抽真空时,在真空系统的排汽压力未达到预抽真空值前,应杜绝一切蒸汽进入排汽装置。
主汽管道可利用锅炉主汽对空排进行排汽,其它疏水排入锅炉定扩或无压放水母管。
6、锅炉点火后,锅炉应在保证安全的前提下,尽快增加燃烧率以满足空冷系统的要求,保证空冷凝汽器不发生冻结。
7、当空冷凝汽器准备进汽时,锅炉应加强燃烧,汽机逐渐开大高、低旁(高旁开度大于60%,低旁尽量保持全开,低旁出口温度控制在80℃左右),保证空冷凝汽器最小防冻进汽量的供给。
8、机组启、停尽量选择白天气温高时进行。
9、机组启动投入旁路时,要保证第4、5、6、7列空冷风机对称运行,防止某一列小于空冷最小防冻流量而冻结。
10、机组启动过程中,随着蒸汽量的增加,按由内到外的顺序逐渐投入其它列散热器运行,当已投入的散热器凝结水温度均高于35℃时,方可投入下一列散热器。
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。
空冷机组空冷防冻措施(一)、空冷岛启动前操作:齿轮箱防冻:齿轮箱润滑油电加热应能正常投入(油温低于5℃时应能自动加热,达到15℃时应能自动关闭)。
试运期间启动空冷风机前运行人员应就地实测齿轮箱箱温度,并与集控所显示齿轮箱润滑油温度对照,两者应一致。
齿轮箱润滑油温度低于-15℃时禁止启动空冷风机在机组启动过程中,应先启逆流单元风机,后启顺流单元风机,停运时的操作反之,以确保凝结水自然流动畅通。
(二)、正常运行空冷防冻措施:1、空冷岛运行检查注意事项(1)、运行设专人对空冷岛进行防冻检查,每2小时上空冷岛进行检查一次,夜间检查由单元长陪同共同进行检查,检查方式:采用红外线点温仪及手感方式测温度。
空冷平台设防冻检查记录本,对指定部位的温度作好记录。
(2)、在运行方式上按照厂家提供的空冷顺序逻辑关系安排空冷岛的运行方式,某一列不能投入运行时,应将进汽隔离门关闭严密。
根据环境温度设定排汽背压,降低发生结冻得可能性。
环境温度-10℃,背压设定16 KPa。
环境温度-16℃,背压设定20 KPa。
环境温度-20℃以下,背压设定22-25 KPa。
(3)、监视记录空冷各参数、保护以及风机的动作情况,所有风机必须保证备用正常。
(4)、要加大负压系统的查漏工作,尽可能降低漏空气。
(5)、空冷防冻重点检查部位:1)各投运列顺流管束下部、逆流管束上部;重点检查部位为第三单元2片顺流管束下部及逆顺管束上部的温度;2)机组正常运行当中,应派专人用测温仪定期测量空冷凝汽器管束的外部温度,以每列1、5单元的步道侧管束下部及3单元的管束上部为检查重点,一但发现有冻管及管束弯曲现象及时反转风机回暖,若长时间不能解冻,则立即汇报并联系检修用保温棉被覆盖冰冻管束外面使其解冻。
3)各未投运列进汽隔离阀、凝结水阀、抽空气阀等阀门前后温度。
4)空气抽出管、凝结水管温度(6)、运行过程中如果发现管束温度低于零度,应及时汇报调总及值长,并采用启动一台真空泵及暂时停运风机等手段,使低于零度的管束温度上升到零度以上。
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。
辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司LIAONING DIAOBINGSHAN COAL GANGUE POWER PLANT CO.,LTD发电部技术措施(FDB-QJ091102)执行单位:发电部运行值主题:直接空冷系统防冻措施编写:孙佳喜审批: 王新蕾批准:王伟技术措施内容:一、总则1.环境温度低于+1℃空冷系统进入冬季运行期。
应联系检修备好苫布、碳炉等防冻物资。
2.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。
冬季启动时,蒸汽流量没有达到空冷最小防冻流量,空冷岛禁止进汽,冬季启、停机尽量选的择在白天气温高时进行。
3.在任何情况下,必须保证空冷岛各列散热器端部小门以及各冷却单元的隔离门在关闭位置。
4.机组在冬季运行期间,汽轮机的背压控制值任何情况不允许低于15 KPa。
5.凝结水过冷度:根据直接空冷系统冬季运行的特点,凝结水过冷度定义为汽轮机低压缸排汽压力对应的饱和温度与各列下联箱的凝结水的差值。
在冬季防冻期间,过冷度作为安全指标进行监控。
同时注意观察凝结水回水总管温度应与各列下联箱的凝结水的温度基本一致.6.冬季遇有大风降温或风力较大的气象情况,运行人员应适当增加机组负荷或提高运行背压等手段,防止大风、降温、再加上散热器热量分布不均发生管束冻坏事故。
二、机组启动时空冷系统的防冻措施(仅限于手动启动)1.冬季启停机过程中应设专人对空冷岛各列散热器下联箱及散热器管束表面各部进行就地温度实测,有异常时应增加检查和测量次数。
2.机组启动抽真空前,保持真空破坏门在开启状态,关闭至排汽装置及疏水扩容器的全部疏水门,开启汽轮机主再热汽管道疏水导定排门。
适当开启所有进入排气装置减温水阀门,尽量使排气装置温度最低.防止热蒸汽飘入空冷岛,使空冷岛发生冻结.3.锅炉点火后,高、低旁保持关闭状态,控制炉膛出口烟温不超过538℃,关闭排气装置至抽真空母管电动门1、2及抽真空旁路门(快速建立真空时开启此门),然后汽机启动真空泵抽真空,当背压达20Kpa以下时,关闭空冷岛10、20、50、60列散热器进汽蝶阀,各列凝结水回水阀保持开启状态。
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。
关于空冷岛冬季防冻的措施方案
一、目的
结合系统特点、设备性能采取外部防护和运行控制的办法保证空冷设备冬季安全运行。
二、方案
(1)空冷岛隔离阀、真空阀、凝结水阀装拌热加保温壳。
(2)大排汽管道疏水管加保温。
(3)逆流管束外部采用帆布加彩条布遮盖,帆布主要起保温,彩条布防雨雪水。
三、防范措施
(1)系统设有冬季运行保护模式程序,即根据凝结水温度、抽真空温度、环境温度来自动进入保护模式,避免空冷系统
发生冻结,冬季工况下可根据室外风向和风力投入自动。
(2)冬季机组启动先启动汽轮机,后启动空冷风机。
即启动真空泵――暖空冷凝汽器翅片管束群――启动汽轮机――待
汽轮机背压到一定值时,再启动空冷风机。
(3)按厂家冬季启动时最小防冻热负荷(启动两小时达到负荷)和周围环境温度的关系表执行,关系表见后附。
(4)入冬前测试各列蒸汽隔离阀严密性,以保证关闭后不漏汽入管束。
(5)每天巡检必须测量隔离列上部节分配管和下部联箱温差。
温差异常增大说明有汽漏入管束。
内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司工程部:茹军卫
发电部:刘建成
二〇一〇年十月十三日。
直接空冷机组凝汽器冬季防冻实践分析The Practice analysis of Prevent Freeze in Winter of the Direct DryCooling Condensate摘要:对于大型的直接空冷发电机组来讲,其空冷凝汽器的冬季防冻对电厂的安全运行具有特别重要的意义。
在对其防冻方案分析的基础上,结合机组安全过冬的运行经验,力图探求安全、有效和实用的防冻措施。
同时针对冬季直接空冷机组启动时会遇到空冷管束冻结的危险,根据本厂机组实际情况以及当地气温等,制定了冬季启动措施,执行情况较好,也积累了一定经验,对类似机组的安全过冬可起到借鉴作用。
关键词:直接空冷机组;防冻方案;冬季启动措施中图分类号:文献标识码:文章编号:0 引言山西漳山发电有限责任公司发电工程位于中国山西省长治市市郊。
本期工程安装的2×300MW直接空冷发电机组,于2004年秋季相继投入商业运行,顺利经过了2005年冬季的严寒考验,一直安全运行至今。
本工程厂址所在地区属温热带大陆性季风气候,四季分明,气温与降雨在一年中变化较大,雨量在该地区分布也不均匀。
当地典型气象条件:多年平均气压:908.5hpa;多年平均气温:10.3℃;多年极端最高气温:36.1 ℃;多年极端最低气温:-22.9 ℃。
汽轮机主要技术规范:铭牌出力(发电机出线端): 300MW;机组型式: 单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式;额定参数:主汽门前蒸汽压力:16.7MPa.a;主汽门前蒸汽温度:537℃;中联门前蒸汽温度:537℃;排汽压力:15kPa.a;最终给水温度:≥270℃;额定转速:3000 r/min;最大满发背压:34 kPa.a。
汽轮机排汽冷凝系统采用直接空冷系统:汽轮机的排汽通过大直径的管道进入布置于主厂房A列前的空冷凝汽器,采用变频轴流风机使冷空气流过空冷凝汽器,以使蒸汽得到冷凝,冷凝水经过处理后送回到锅炉给水系统。
空冷凝汽器系统是指担负散热任务的空冷凝汽器和轴流风机等。
该系统应能满足各种条件下的工况(包括冬季、夏季、不同负荷、机组启停、旁路运行等)运行,在冬季低负荷运行以及机组在冬季的启停过程中要有可靠的防冻措施,保证空冷凝汽器管内不冻结。
运行风机的调节要与环境气温、汽轮机排汽背压、凝结水温紧密结合,能够自动调节风机台数、转速等,以求达到机组净发电出力最大,风机群(两台机组)的噪音在距离平台边缘150米处,应不大于55dB(A)。
风机应具有防止震动的措施,要考虑风机群在各种运行条件下,不能发生转动风机与凝汽器平台和支撑系统引起共振。
抽真空系统由三台水环式真空泵等组成。
该系统用于将空冷凝汽器中不能凝结的气体抽出,以便保持系统的真空状态,要求在机组运行过程中始终保证有一台真空泵运行。
直接空冷系统在集中控制室进行控制。
在集中控制室内的分散控制系统(DCS)中设独立的控制器对直接空冷系统进行监控。
控制系统以计算机控制系统的CRT及键盘为中心,实现直接空冷系统的正常启停、监视和调整以及异常工况的报警和紧急事故的处理。
空冷凝汽器是由大管径的三排椭圆翅片管管束、蒸汽分配管、凝结水联箱、支撑管束的钢构架等组成,钢表面采用热浸镀锌处理。
风机采用轴流风机并配带支撑桥架、导风筒、防护网等,配套电机是立式防水型的,能适应厂址地区的自然环境。
风机的调速方式采用变频调速,风机能在0%到110%转速间调速运行,逆流单元的风机可切换至反转运行。
当汽轮机在最低负荷运行时,计算环境气温在0℃~-20℃期间内凝结水的最大过冷度(汽轮机背压对应的凝结水温度减去凝结水箱出口处温度),一年中过冷度最高不得超过6℃。
从提供的本地区气象条件来看,多年极端最低气温为:-22.9℃。
去年冬季的最低气温为:-17.6℃。
本机组经投产以来已顺利经历了严冬的考验。
1 直接空冷凝汽器的防冻方案1.1 空冷凝汽器防冻的基本手段空冷凝汽器运行和控制的三个任务:保持最佳的凝汽器压力、最小的风机电能消耗以及保护设备安全运行。
而基本的调节手段不外乎两种:空气流量控制与蒸汽流量控制,其中蒸汽流量控制需要大型的蝶型切断阀,还需要处于真空条件下的排水阀、空气阀,另外这些阀门还需要正确的选择、安装和调试等。
如果调整不当,阀门关闭不严的话会带来冻结的危险。
加之本地区的最低气温相对较高,故本机组组未安装大型的蝶型切断阀。
这样蒸汽流量控制只能用单元机组的其它手段来实现,如启动阶段用旁路系统,运行中利用升降负荷、空气流量控制等措施。
本空冷凝汽器的防冻方案从设计结构及运行调节可分为:大椭圆形管束、与蒸汽分配管中心线等高的挡风墙、内部热风再循环、调频风机、K/D结构的凝汽器及详细的运行保护方案。
以下对其进行逐一讨论。
1.1.1大椭圆形管束本机组采用热浸锌椭圆管绕椭圆翅片三排错列管。
由于采用了大椭圆管束,如果管束内发生了冻结,则椭圆形的管束就会向圆形胀去,从而减少了管束冻裂的可能性。
在同样的迎风面尺寸下,三排管束外表面积比双排管及单排管都大,这在经济性上肯定是好的,但也存在其迎风面第一排管和第二排管、第三排管冷却热负荷不一致的情况,易发生冻结,所以三排管束一般在气候较温暖的地区应用。
如图1所示:由于迎风的第一排管束的冷却负荷最大,其压降也较大,而出风侧的管束冷却最弱,其压降也最小。
这样在压力差的作用下,蒸汽就会从出风侧管束倒流入迎风侧管束,并在此处聚集不凝结气体,在寒冷季节就有可能发生管束冻结。
图1:管排数对空冷管束冻结的影响为了避免此问题,迎风面的第一排管束在设计上采用较大的翅片间距,力图使各管排之间的热负荷一致,防止发生蒸汽倒流的工况。
本厂的凝汽器管束的基本参数为:基管尺寸:72×20 MM;翅片尺寸:94×46.7MM ;翅片间距: 5 mm(迎风面第一排管)、3 mm(迎风面第二排管)、3 mm(迎风面第三排管)。
但是在偏离设计工况下(如启动工况),各管排之间必然会存在热负荷不均的现象,也会发生冻结的危险。
最有效的方法是采用顺逆结构,又称之为“K/D”结构。
1.1.2挡风墙电厂的空冷平台上布置了与蒸汽分配管中心线等高的挡风墙。
采用这样的布置后,在冬季能挡御寒风直接吹在凝汽器管束,防止发生局部管束过冷而冻结的情况。
它还有一个重要的作用是防止在夏季发生热风再循环,影响机组的真空。
如图2所示。
1.1.3K/D结构的凝汽器为了防止凝汽器的冻结,目前大型的空冷机组的空冷凝汽器都采用了顺逆流结构(K/D)。
抽气图3:空冷凝汽器的顺逆流结构(K/D)示意图如图3所示,低压缸或低旁排出的蒸汽在差压的作用下进入蒸汽分配管,首先进入顺流凝汽器(K 型),在管束外冷却风的冷却作用下,蒸汽边往下流边凝结。
凝结水与蒸汽以相同的方向流入底部联箱,此时大部分的蒸汽(70~80%)已在顺流凝汽器中凝结。
剩余的蒸汽与不凝结气体一同进入逆流凝汽器(D 型),蒸汽边向上流动边被凝结殆尽,凝结水在重力作用下与汽流逆向流回底部联箱,不凝结气体则被水环真空泵抽吸排入大气。
漳山两台机组采用K/D结构,其两者之间的面积比为4:1。
即每台机组由五列凝汽器组成,每列凝汽器由五个单元组成,其中有四个顺流单元和一个逆流单元,每个单元由10片凝汽器组成,呈“A”型结构(底部角度为60°),由调频风机向其供风。
组成这样的蒸汽流程以后,则顺流凝汽器不会把蒸汽全部凝结完,也就是说其可以保证在冬季里一直有蒸汽对其加热,不会产生冻结。
但是还有个最小流量问题,空冷厂家规定,如果进入空冷凝汽器的流量在30分钟内达不到20%(132T/h),则空冷凝汽器就会有冻结的危险。
也就是说,尽管有这样的流程,如果蒸汽量太少的话,那么在顺流凝汽器里蒸汽已凝结完了,甚至蒸汽仅走了顺流凝汽器的一部分,这样也会发生冻结,所以在运行方面必须对进入凝汽器的蒸汽流量进行控制,保证蒸汽的最小流量。
1.1.4空冷凝汽器的运行控制如前所述,对于空冷凝汽器防冻,从运行角度上讲正常运行中只能进行空气流量控制,即调节风机的转速、方向及启停,以实现对风量的控制。
只要蒸汽流量大于规定的最小流量,采用顺/逆流结构的空冷凝汽器可有效防止冻结。
顺流凝汽器一般在任何工况下都有蒸汽对其加热;而对于逆流凝汽器,由于不可凝结气体的影响,其上部还是要产生结霜冻结的现象,如果长期存在,就可能堵塞管束甚至冻坏管子。
所以当环境温度小于零下2℃时,逆流风机的回暖循环(WARMING UP)将被启动,其动作过程为:第一列的逆流风机将被停运10分钟,然后该风机重新启动至控制器输出所对应的转速值,延时20分钟后,第二列逆流风机开始停运进行回暖,直至第五列也停运进行加暖后完成一个循环,这样当逆流风机停运时,利用蒸汽可将其已冻结的部分融化掉。
如果环境温度仍低于零下2℃,则此回暖循环继续进行。
如图3所示:图3:逆流风机的冬季回暖循环(W ARMING UP)当逆流风机已停止运行,利用蒸汽加热仍不见效。
抽气温度很低(特别是机组的真空严密性不合格或严寒季节),可手动将逆流风机置于反转,抽吸上部顺流凝汽器排出的热空气对其进行加热化冰。
当以上措施实施以后,一般都会保证凝汽器的运行安全。
但在特别严寒的季节或者机组的严密性不合格的情况下,还会出现凝结水温度、抽汽温度偏低,甚至低于0℃,为此还设计了冬季保护的程序:顺流冬季保护:当环境温度小于3℃,本列的任一个凝结水温度小于15℃时,本列逆流风机被闭锁在当时的转速不变;本列顺流风机以10%/min的速度下降,只有当本列的凝结水温度都大于25℃后,顺流风机转速才停止下降,并以10%/min的速度上升至已被闭锁的控制器的输出值;否则将使顺流风机降到最低转速,直至断开停转。
逆流冬季保护:环境温度小于3℃,抽气温度小于15℃时,本列的顺流风机将被闭锁在当时的转速不变,本列逆流风机以10%/min的速度下降,只有当本列的抽气温度大于25℃后,逆流风机转速才停止下降,并以10%/min的速度上升至以被闭锁的控制器的输出值;否则将使逆流风机降到最低转速,直至断开停转。
在工程实践中,还发现个别空冷管束会发生水击的现象,主要是因为不可凝结气体的影响,使进入每列凝汽器的汽量不均,回水量过大所至。
这时可才采用调节个别风机的转速,改变汽量分配的方法解决。
2冬季启动2.1冬季启动特点冬季由于环境温度低,对空冷机组的安全运行造成一定的威胁。
特别是在启动阶段,蒸汽量如小于规定的最小流量,会造成空冷管束冻结的危险。
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,凝结水过冷度偏高;一定时间后,由于大量凝结水不断集聚储藏于排汽管道中,凝结水箱水位偏低,凝结水系统回收水量低,汽水流量严重不平衡,凝结水箱补水量不正常增加,排汽管道积冰严重。