寒冬季节中对空冷岛的热态冲洗

张海丰，李天鹏，申焕

（东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110179）

0 概 述

电厂直接空冷系统由于具有节水的优点，因此在缺水的地区得到了大量的应用［1］。新建电厂的直接空冷系统在调试过程中需要进行热态冲洗，但在我国北部地区，冬季的环境温度比较低，所以，对空冷系统的热态冲洗就存在一个防冻的问题。如果冲洗时防冻措施做不好，很有可能导致空冷岛的散热管出现大面积的冰冻并堵塞管道，严重时可能引发散热管变形、冻裂等现象。某电厂2号机组在冬季工况下进行了空冷岛的热态冲洗，冲洗前针对防冻问题采取了一些措施。经过实际应用，防冻效果非常好。

1 冲洗流程

某新建电厂地处我国北部地区，该地区冬季的环境温度通常为零下30℃左右。该电厂汽轮机为超高压、高温、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、双抽凝汽式汽轮机。空冷系统为150MW的直接空冷机组。直接空冷机组主要由排汽管道系统、空冷凝汽器系统、抽真空系统、凝结水系统和空冷凝汽器冲洗系统等组成。

热态冲洗是采用蒸汽及凝结水对空冷岛进行热态冲洗，将锅炉来的蒸汽经过高、低压旁路管道引入空冷凝汽器，对管道和换热管束进行蒸汽及凝结水的热态冲洗，并将冲洗的污垢从系统中清除。进行清洗的部件包括：排汽主管道、汽平衡管道、排汽支管、蒸汽分配管、蒸汽分配联箱、凝汽器散热管束、凝结水收集联箱、凝结水管道等组件。

2 热态冲洗的前期准备

在空冷岛的热态冲洗过程中，从空冷岛来的凝结水杂质非常多，如果直接回收，一方面会污染凝结水箱，另一方面极容易堵塞凝结水泵入口滤网［2］，因此，空冷岛热态冲洗的凝结水不能直接进行回收，需要安装临时的冲洗管道和水箱对热态冲洗的凝结水进行收集和处理。该机组空冷岛的热态冲洗系统，如图1所示。

3 热态冲洗的防冻措施

当该机组进行空冷岛热态冲洗时，环境温度较低，当时的环境气温为零下30℃左右。为了防止空冷系统出现冰冻现象，采取了一些防冻措施。

3.1 确保入口蒸汽蝶阀关闭严密

在空冷岛热态冲洗过程中，冲洗列的进汽蝶阀被打开，关闭其他列的进汽蝶阀。如果进汽蝶阀关闭不严密，将会有少量蒸汽进入该列。在环境温度极低时，进入隔离列的少量蒸汽会很快凝结后冰冻。因此，必须确保入口蒸汽蝶阀关闭严密。

3.2 控制临时水箱的注水时间

如果过早对临时水箱进行注水，水箱内的水有可能被冰冻，严重时可能冻裂水箱。应在空冷岛冲洗前2小时开始注水，注水结束后并确保有少量溢流和补水的流动，防止冲洗水的冰冻。

3.3 确保随时投入备用真空泵

该机组为2台真空泵，1台运行，1台备用。预抽真空时，可以启动2台真空泵，当真空度为正常值后，必须停运1台并投入备用。由于环境温度很低，真空泵抽出的都是较冷的空气，导致真空泵入口管道的温度较低。当空冷岛开始进汽时，很容易导致真空泵入口的滤网结冰并堵塞管道，所以，须确保有备用真空泵能投入运行。密切关注系统的真空度，一旦真空度无法维持，应紧急切换至备用真空泵，并及时对已堵塞的入口滤网进行处理。

3.4 缩短从进汽到满足最小蒸汽流量的时间

当空冷岛开始进汽时，有一个蒸汽与空气进行置换的过程。如果蒸汽流量增加太快，系统真空度就会剧变，所以，应该缓慢增加蒸汽的流量。如果蒸汽流量增加过慢，则有产生冰冻的可能。在实际操作过程中，首先应将真空度尽可能地抽得高些，然后在真空度能接受的情况下快速增加蒸汽流量。开始进汽到满足最小蒸汽流量的时间应控制在2h之内。

3.5 尽可能增加空冷岛进汽量

在空冷岛热态冲洗过程中，不回收冲洗后的凝结水，所以锅炉需要凝结水补水泵连续补水。凝结水补水泵的补充水量是有限的，因此锅炉通过旁路向空冷岛进汽量也需要得到控制。为了防止空冷岛进汽量过少产生凝结水过冷或冰冻，需要将凝结水补水泵的补水量达到最大化。

3.6 确保进汽列所有风机频率相同

一般情况下，对空冷岛热态冲洗都是逐个切换进汽列的风机频率，目的是增加高频率风机处冷却管道的进汽量，使该处管道冲洗效果更好［3］。如1号风机高频率运行，同列的其他风机低频率运行；30 min后，2号风机高频率运行，同列的其他风机低频率运行；其他风机的运行以此类推。当环境温度极低时，这样的操作就易导致低频率运行风机的冷却管道凝结水温度过冷，容易产生冰冻现象。如果冲洗过程中所有风机的运行频率相同，则可避免这种情况的出现。

4 冲洗过程

2013年01月08日，当日的环境温度为零下23℃，对空冷岛进行了热态冲洗，其过程如下［4］：

锅炉点火升温升压。启动真空泵抽真空，让真空度达到50kPa以上，提高锅炉蒸汽量至最大化。投入汽轮机高、低压旁路阀门为自动状态，随着锅炉运行参数的提高，逐渐增加阀门开度，将主汽压力控制在1.2MPa，再热压力控制在0.5MPa，空冷排汽压力维持在30kPa，控制低压旁路后的蒸汽温度为70～80℃。

进行空冷第一列的热态冲洗，就地检查该列有无冰冻处，检查该列所有的六个凝结水温度均达到60℃。在真空度允许的情况下，快速增加空冷岛的蒸汽进汽量，使之超过空冷岛防冻的最小进汽量（约为75t／h，依据环境温度不同而不同）。依据该列的凝结水温度提升风机的频率，在保持真空度的同时，维持该列风机较大频率的运行。该列冲洗2h后，对冲洗水进行取样和化验，如不合格则继续冲洗，直至冲洗水的水质化验合格。

至2013年01月09日，对空冷岛所有列的热态冲洗均已结束，对冲洗水进行化验均合格，冲洗后的效果，如表1所示。

表1 空冷岛热态冲洗后的效果

5 结 语

由于冲洗前采取的防冻措施到位，在冲洗过程中，严格控制了各项冲洗参数，该机组空冷岛的热态冲洗过程很顺利，没有出现凝结水过冷和冰冻情况，证明所采取的防冻措施很有效果。这种操作方式，对其他空冷机组的冲洗调试具有一定的借鉴意义。