直接空冷系统冬季防冻探讨

I工艺设计改造及检测检修\C hina S cience & T ech n ology O verview直接空冷凝汽器冬季防冻措施分析毕海涛(哈尔滨空调股份有限公司，黑龙江哈尔滨150000)摘要：直接空冷凝汽器广泛应用于干旱缺水地区，这些地区多数都冬季寒冷，因此，对实施直接空冷凝汽器的防冻措施具有重 要意义。

本文针对直接空冷凝汽器的防冻措施进行了分析探讨，旨在为空冷岛运行提供安全可靠的防冻保障。

关键词：直接空冷凝汽器；防冻措施；空冷岛中图分类号：TM621 文献标识码：A文章编号：1671-2064(2020)19-0062-021. 直接空冷凝汽器冻结原因及危害1.1冻结原因以我国西北地区为例，冬季气象条件较为恶劣，存在 气温偏低的特点，空冷器管束在这一地区易发生冻结现象。

尤其在低流量工况下，凝汽器内部的热负荷相对偏低，同 时各个蒸汽分配管的凝汽量不足，部分凝汽器还会出现单 元热负荷突然变小等情况。

此时，外界低温条件下便会出 现凝结水过冷现象。

如果空冷器密封效果一般，对应冷凝 汽将会漏入系统内部出现较为严重的管束冻结现象。

1.2冻结危害对直接空冷凝汽器而言，冻结现象主要是指凝结水在 管内出现过度冷却的情况。

管束内部发生局部结冰后，系 统便会出现堵塞情况，如果不能及时对其进行疏通处理，极易降低凝汽器冷却效果；凝结水结冰后易发生膨胀现 象，严重时便会导致管束变形、破裂，甚至会发生非计划 停车现象，属于重大事故问题。

2. 直接空冷的防冻措施2.1逆流风机反转及停运直接空冷凝汽器中，大部分蒸汽是在顺流管束中完成 凝结，对应汽轮机背压需经由顺流段的蒸汽凝结完成。

运 行过程中，一S出现冻结事故，必须及时进行逆流冷却单 元风机的停运处理，必要时还可反转。

这一操作方法可避 免逆流段中下联箱的凝结水出现冻结问题，还可降低自然 通风对逆流段的冷却作用，此外，逆流风机反转还可使得 整个空冷岛上部区域的热空气反向流通，实现逆流管束的 加热，从而起到防冻效果。

直接空冷火力发电机组冬季空冷岛防冻措施摘要：空冷机组在冬季环境温度低于0℃运行时，容易发生空冷岛冻结故障，尤其在机组启动、停运阶段及机组低负荷运行阶段。

运行中必须针对冬季机组运行的各种恶劣工况制定相应的措施，防止空冷岛发生冻结。

关键词：空冷岛：防冻：b一、机组启动阶段的空冷岛防冻措施：空冷机组冬季启动初期蒸汽流量偏低，不能满足空冷岛防冻要求，为防止空冷岛冻坏，启动中采取以下运行措施：1.冬季合理控制启动时间保证空冷岛进汽时间尽量在一天中气温比较高的时间段进行。

2.机组启动前必须进行对空冷岛抽空气阀、抽汽隔离蝶阀、凝结水回水阀进行开关活动试验，保证正常，开关到位、动作灵活。

3.锅炉点火和汽机抽真空的时间要配合好，最好做到锅炉侧排空门关闭时，汽机侧抽真空结束具备开旁路进汽条件。

此阶段中锅炉侧要做到暖炉均匀、膨胀均匀、油枪试投正常和制粉系统可靠能用，具备快速增加燃烧的条件。

4.汽机抽真空结束后（以排汽压力低于20KPA为标准），快速开启高低旁进行升温升压，锅炉侧增加燃烧，启动制粉系统，保证升温升压速率满足要求，保证快速提升空冷岛进汽量；旁路的控制要求为：低压旁路全开，高压旁路开度维持在50%以上。

5．汽机参数满足冲转要求后应尽快冲转，同时保证电气系统满足机组并网条件，一旦冲转定速正常后立即进行机组并网操作，机组并网后根据缸温尽快接带高负荷以满足空冷岛进汽要求。

6．从汽机抽真空结束到机组并网后达到40%额定负荷之前的时间段内，空冷岛应采取切除部分街区，部分街区进汽的运行方式，具体操作要求如下：7.启动过程中，机组尽量维持高背压，背压维持在16—20KPa，空冷岛进汽温度保证安全的前提下尽量提高；注意监视空冷岛各抽汽和凝水温度变化以及排汽装置水位变化，如发现有抽汽和凝水温度明显降低到零下同时排汽装置补水量明显增大时，可判断为空冷岛发生冻结，应立即到就地进行检查，确认空冷岛冻结时，应立即采取消冻措施。

二、机组停运阶段的空冷岛防冻措施：空冷机组冬季停运操作后期蒸汽流量偏低，不能满足空冷岛防冻要求，为防止空冷岛冻坏，停运过程中采取以下运行措施：1.冬季机组停运操作除有检修工作要求或其他特殊情况外，均按定参数停机进行，尽量缩短机组停运操作时间，将机组低于50%额定负荷的时间控制在1小时之内，减少空冷岛的小蒸汽流量运行时间。

[摘要]：本文对云冈热电公司直接空冷机组历年来冬季防冻出现的问题进行总结并结合现场实际情况提出了一些应对方法和解决措施，并提出一些冬季运行经验，给同类型机组提供借鉴。

[关键词]：直接空冷凝汽器防冻1、前言云冈热电公司一期两台200MW机组是东方汽轮机CZK220/160-12.7/0.294/535/535型单轴三缸两排汽超高压一次中间再热供热抽汽凝汽式汽轮机，其排汽由直接空冷系统冷却，采用美国GE公司技术；二期两台300MW机组是东方汽轮机CZK300＼258-16.67＼0.4＼537/537型亚临界中间再热两缸两排汽直接空冷供热凝汽式汽轮机，其排汽由直接空冷系统冷却，采用国电龙源公司技术，直接空冷系统的运行状态直接影响机组运行的经济性和安全性，从2003年投产，四台机组能够连续长周期运行，在空冷防冻方面积累了一些经验，以供参考。

1.1 直接空冷系统冬季防冻问题空冷凝汽器管内流动的流体是水蒸汽、水和不凝性气体的混合物，随着水蒸汽的凝结，水蒸汽不断减少，不凝性气体（主要是漏入负压系统内的空气）所占组分不断增加，同时，管内流体温度也逐渐降低。

水蒸汽减少就意味着水蒸汽的分压降低，当水蒸气的分降低至蒸汽分压为0.6KPa时，管内流体温度达到0℃，水就会结冰。

1.2 影响直接空冷系统冬季运行的因素1）环境因素（北方地区冬季环境气温较低）。

2）直接空冷系统真空严密性，各列阀门的严密性。

3）机组的负荷情况，尤其在低负荷情况。

4）直接空冷系统的运行方式。

1.3 直接空冷系统冬季冻结的现象及后果1）空冷管束弯曲变形，管束间密封效果差，造成冷却效果差。

2）管束变形后反复挤压导致管束裂开，系统漏入大量空气加剧冻结情况，机组运行背压上升，导致机组跳机。

3）空冷系统频繁的冻结、对整个系统的真空严密性是一个挑战，对夏季运行会造成很大影响。

2、直接空冷系统防冻措施2.1 采用在线测温装置对空冷散热器进行检测采集空冷散热器组件外侧安装温度测点，覆盖空冷系统各列组件的所有散热面积，采集关键区域散热器表面温度，进行散热器温度直接测量，实现冬季空冷系统冻结预警，可为运行操作提供原始信息方面的依据。

基于直接空冷抽汽机组冬季防冻对策研究摘要：本文介绍某化工厂自备电厂直接空冷系统冬季冻结的原理，分析蒸汽流量过低、真空泄露严重、热风再循环、散热器脏污等问题，通过运行实践经验的积累，制定了详细有效的措施，摸索出了西北高原地区冬季直接空冷运行的方法及防冻防裂措施，保证了机组安全经济运行。

关键词：汽轮机；真空泵；防冻1前言某大型化工厂配套自备电厂4*125MW机组，采用直接空冷技术。

空冷岛由中国双良集团提供，机组直接排汽装置系统（ACC）由4列组成，每列4个风机单元（每个风机单元1台风机），共16个风机单元。

每列第二个风机单元（从蒸汽分配管入口方向依次为一、二、三、四）为逆流单元。

抽真空由2台水环真空泵完成。

在启动阶段，2台泵全部运行，正常运行时1台泵来维持真空。

直接空冷机组因其明显的节水效果而广泛应用，但也存在一些固有的缺点，如受外界环境的影响较大，冬季启停、低负荷运行防冻问题十分突出。

本自备电厂空冷岛冬季运行工况平均气温达到－18℃，最低气温可到－32 ℃。

作为抽汽机组，平均供汽量达到240吨/h，抽汽量基本达到额定抽汽量，给空冷岛防冻造成较大压力，空冷岛运行调整更为重要和迫切。

2 空冷系统概述汽轮机低压缸排出的蒸汽经大蒸汽管道，进入蒸汽分配管，在蒸汽分配管中将蒸汽分配给各个顺流管束，通过大型轴流风机强迫空气流过顺流管束，大部分蒸汽在顺流管束翅片管内表面冷凝成水流入下联箱，部分未凝结的蒸汽和不凝性气体经下联箱进入逆流管束，蒸汽在逆流管束翅片管内表面冷凝成水流入下联箱，不凝性气体经逆流管束上部的抽气口、抽真空管道，进入水环真空泵，在真空泵内被压缩后排入大气。

同时，下联箱中的凝结水由于重力作用经凝结水管道进入排汽装置。

本空冷岛单排管和顺逆流相结合结构。

空冷系统按照每台机组16个冷却单元（4×4）配置，风机直径9.144m，空冷平台高30 m，转速86rpm，风量470m3/s，空冷凝汽器散热面积401140m2.。

直接空冷机组冬季防冻与安全运行能力分析摘要：大型直接空冷机组在冬季启动以及低负荷运行阶段的防冻问题尤为突出。

文章总结了机组空冷凝汽器冬季运行措施及注意事项。

关键词直接空冷防冻安全运行1.空冷系统概述华能上安电厂安装2台超临界直流600MW直接空冷机组，空冷岛由空冷凝汽器、空冷风机、凝汽器抽真空系统及空冷散热器清洗系统等组成。

汽轮机排汽在空冷凝汽器中的流程为汽轮机排汽--各排空冷凝汽器配汽管--各排顺流段空冷凝汽散热管束( 凝结)--各排空冷凝汽器凝结水汇流集( 部分乏汽和不凝结气体) --各排逆流段空冷凝汽散热管束( 凝结) --各排逆流段凝汽器顶部真空抽口( 极少部分乏汽和不凝结气体)--水环真空泵—排至大气（图1）。

汽轮机的排汽有约70%- 80%的乏汽在顺流式凝汽器中被冷却，形成凝结水，剩余的蒸汽随后在逆流式凝汽器中被冷却。

在逆流管束的顶部设有抽真空系统，能够比较畅通地将系统中空气和不凝结气体抽出。

每组空冷凝汽器下部设置1台轴流变频调速冷却风机，使空气流过散热器管束外表面将排汽凝结成水，流回到排汽装置水箱。

图（1）2.空冷岛冬季运行面临的问题与调整空冷岛冬季运行期间最主要的任务是在夜间低负荷和启动过程中空冷岛散热管束的防冻问题。

冬季空冷岛温度低的原因有机组负荷低和空冷散热器负荷分配不均匀以及不凝结气体漏入形成气穴。

2.1.机组负荷低机组在冬季启动并网过程中，由于蒸汽流量低造成空冷岛热负荷低。

根据道尔顿定律，理想气体混合物的总压力为各气体分压力之和。

蒸汽在系统内分压力越高，对应的饱和温度越高。

在空冷岛进汽前关闭1、2、7、8排对应的蒸汽分配阀，凝结水管道隔离阀。

减小空冷岛冷却面积，以增加其他排热负荷冬季启动过程中，空冷岛进汽后在满足下列条件时方可启动该排风机。

进汽列的管束下联箱凝结水温度大于35℃且凝结水的平均温度比环境温度大 5℃时。

各排逆流散热器抽空气口温度均≥15℃，且真空抽汽温度无“过冷”报警信号。

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。

330MW火力发电厂直接空冷冬季防冻探讨摘要：在北方地区干旱少雨，水资源匮乏，在影响机组容量的情况下，空冷机组以其节水效果明显成为这些地区的首选。

然而北方地区冬夏季气温相差很大，空冷系统受气温的影响较大，根据已有的运行可以总结本应注意的几点：凝结水的过冷度和其在运行中的控制，汽轮机冬季运行的最低背压，真空抽汽温度和凝结水温度，空冷凝汽器散热管束表面温差。

我们在运行中总结了一些结论，以供同类型空冷机组运行参考。

关键词：空冷系统；空冷凝汽器；防冻措施1直接空冷系统概述：本工程#1，2机直接空冷凝汽器采用机械通风直接空冷凝汽器（ACC）系统，由首航艾启威冷却技术（北京）有限公司国内整岛采购。

每个ACC系统包括下列主要部分：6列凝汽器，管束采用单排管，每列包括5个冷凝单元，5个冷凝单元中有3个顺流单元和2个混流单元，共设5套通风系统（每个凝汽器单元一套），风机采用变频控制。

该系统的抽真空系统，配置了 3 x 100%容量的水环式机械真空泵。

整个ACC系统布置在汽轮机房A柱外侧的35米标高的高强钢平台上，四周设置了挡风墙。

汽轮机的排汽进入排汽装置经一根DN6000mm的排汽管道引入直接空冷凝汽器中凝结成水，凝结水由冷凝水收集系统回收至排汽装置里内置的凝结水箱。

为了保证ACC系统冬季运行的安全在第3，4，5，6列的排汽进汽管道上装设排汽隔离阀，另外每台机还设置了一套高压水清洗设备以保证冷凝单元换热面的清洁。

2运行方式/方法描述由汽轮机排出需要冷凝的蒸汽通过排气管道进入冷凝器系统，然后通过蒸汽分配管道被提供到冷凝器管束，在那里被部分地冷凝；在冷凝器换热管内，冷凝液与蒸汽同向流，部分没有冷凝的蒸汽经由冷凝液集管，进入分凝器并在那里冷凝。

在换热管内，冷凝液的流向与蒸汽的方向相反；不凝气体排进分凝器的上部；它们将在抽气系统抽走并排放到大气中去；产出的冷凝液依靠重力作用，通过冷凝液管道进入排汽装置；排汽装置位于汽轮机排气管道的最低点，收集聚积在管道中的冷凝液；冷凝所需要的冷却空气由轴流风机从周围环境中抽入并供应给翅片管束的冷却表面；冷却空气的流速随变速电机速度的变化而变化；3在启动过程中的防冻措施1）冬季启动初期，按空冷防冻措施中规定：空冷开始进汽后，进汽量必须在30分钟内达到其额定汽量的20%（大约132t/h）。