350MW机组间接空冷系统冬季防冻控制及系统优化

梁金丽,赵典满

（嘉峪关宏晟电热有限责任公司，甘肃嘉峪关735100）

350MW机组间接空冷系统冬季防冻控制及系统优化

梁金丽,赵典满

（嘉峪关宏晟电热有限责任公司，甘肃嘉峪关735100）

空冷机组因散热器冻结造成的设备损坏和停机事故每年给发电企业带来严重的经济损失,因而空冷机组散热器的冻结问题已成为影响空冷机组安全运行最重要的问题之一。对350 MW机组间接空冷系统进行了介绍,并对表面式凝汽器间接空冷系统的冬季运行防冻控制措施及系统优化进行了论述。

间接空冷系统；散热器；防冻；优化

1 前言

西北地区面临严峻的水资源问题，传统的湿冷火力发电机组已不能适应该地区节水和可持续发展的要求。空冷火力发电机组以其节水和环保优势成为北方地区电厂建设的主流，但近几年投运的空冷机组，频繁发生散热器的冻结事故，给安全生产带来极大的隐患。某电热公司新投产的几台350 MW空冷机组，其空冷系统采用自然通风冷却塔的间接空冷系统，该间接空冷系统采用翅片铝管作为散热器，铝管壁厚仅有1 mm，由于管壁薄冬季运行极易冻裂，该电热公司在冬季运行和防冻方面采取了各种有效手段，积累了丰富的经验，为机组的安全运行提供了保障。

2 间接空冷系统简介及散热器冻裂情况

2.1 间接空冷系统简介

间接空冷系统是指：循环水进入表面式凝汽器的水侧，通过表面换热冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后由循环水泵送至凝汽器去冷却汽轮机排汽，由此构成了闭式循环。该系统包括循环冷却水系统，空冷散热器补水稳压系统，空冷散热器充水、排水系统和空冷散热器清洗系统等。间接空冷系统流程如图1所示。

图1 间接空冷系统流程示意图

2.2 散热器冻裂情况

2012年冬季，该电热公司新建的350 MW新5#、6#机组进入调试阶段。新5#机组间冷系统在调试投运过程中，由于系统设计、运行经验不足等问题，投运的两个扇区散热器出现了大面积泄漏。同时对同类型投运机组电厂考察学习，循环水工艺流程与新5#、6#机组一致，也存在冬季运行过程中间冷系统冷却三角大量冻裂的情况。散热器铝管价格昂贵，一片4万元左右，投运的两个扇区总计有336片散热器，冻裂泄漏数量达30多片，冻裂比例达8.93%以上，更换费用达120多万元。图2为新5#机组间冷系统散热器冻裂情况。

图2 新5#机组间冷系统散热器冻裂图

3 间冷系统散热器冻裂原因分析及要因

该电热公司针对间接空冷系统冷却三角冬季运行易冻裂问题，并借鉴总结新5#、6#机组调试、运行经验，厂部、项目部、作业区组织调试单位以及相关技术人员对冻裂问题进行了多次分析，查找出影响间冷系统冷却三角冬季运行冻裂的主要原因，并通过大量数据查阅分析、现场测量温度及流量等试验确认要因，以确保后续新建同类机组间冷系统冷却三角冬季零泄漏运行。具体情况如表1所示。

4 间冷系统散热器冻裂要因解决及实施

4.1 间冷循环水流速低，冷却三角水量分配不均，优化循环水工艺流程

将循环水流向进行改变，由原来循环水泵出口至凝汽器改为循环水泵出口至间冷塔，改变后循环水直接上间冷塔少了凝汽器中间过程，减少了沿程阻力，提高间冷塔水的流量，避免扇区由于流速低而冻裂事件。优化后的间接空冷系统流程如图3所示。

表1 原因分析及要因确认表

图3 间接空冷系统优化流程示意图

4.2 间冷循环水温度偏低，适当提高循环水温度

按照厂家说明书，冬季间冷塔在扇区投入时，循环水温度大于40℃即可，但是在实际现场投入时，40℃的水温不能满足投入要求。该电热公司技术人员不断进行扇区投入数据分析，现场投入扇区时用红外测温仪测量，最终确定扇区投入时循环水温应该在65℃以上为宜。扇区投入时水温比较如图4所示。

图4 为扇区投入时水温比较图

机组正常运行时，厂家说明书要求循环水温度不得低于25℃，当环境温度低至-20℃时，冷却三角局部温度可能会低于零摄氏度，便会发生冻裂。该电热公司技术人员不断进行扇区投入数据分析，现场投入扇区时用红外测温仪测量，最终确定扇区冬季正常运行时循环水温度应在40±2℃为宜。扇区运行时水温比较如图5所示。

图5 为扇区运行时水温比较图

4.3 间冷塔内温度分布不均，局部温度过低，机组正常运行时确保全部冷却三角投入

常规认为机组在低负荷时，排汽量少，循环水温度低，可少投机组间冷扇区来提高循环水温度。但实际运行情况不是这样，当把部分扇区退出运行后，运行扇区循环水温是提高了，但是运行扇区的百叶窗开度就会比全部投入时增大，同时未投入扇区周围温度也会降低，这样就加剧了塔内温度分布不均，造成局部温度过低而冻裂扇区。所以最终确定非特殊情况，所有冷却三角必须全部投入，关闭塔门，百叶窗开度保持一致，以确保间冷塔内温度分布均匀。

5 实施效果

该电热公司在后续新建的铝电1#、2#机组实施了以上防冻对策，在2013年冬季调试及正常投运后没有出现扇区冻裂现象。而前期已建成投运的新5#、6#机组（循环水工艺流程未优化）虽然采取了大量的防冻措施，但在2013年冬季运行过程中仍出现了冷却三角冻裂的泄漏情况。

6 结束语

根据新投产的铝电1#、2#机组冬季实际运行情况来看，该电热公司在350 MW机组间接空冷系统中采取的防冻控制措施及系统优化方案是成功的，解决了散热器冬季冻结的问题。后续新建的铝电3#、4#机组间接空冷系统工艺按优化后的方案实施，节省了后期大量改造费用，检修维护费用也明显减少。

W inter Antifreeze Control and Optim ization of the Indirect Air Cooling System of 350 MW Unit

Liang Jinli,Zhao Dianman
(Jiayuguan Hongsheng Electric Heat Co.,Ltd.,Jiayuguan,Gansu 735100,China)

Damages and shutdowns of air cooled generating units caused by freezing of the heat radiators brought heavy economic losses to power plants every year,so freezing of the heat radiator has become one of the most important problems affecting the safe operation of air cooled units.The indirect air cooling system of 350MW unit is introduced and winter antifreeze measures and optimization for the surface-type compensator indirect air cooling system are discussed.

indirect air cooling system;heat radiator;antifreeze;optimization

TK223

B

1006-6764（2015）02-0032-03

2014-09-25

梁金丽（1971—），女，1995年毕业于长沙电力学院热能动力工程专业，工程师，现从事350MW机组汽机技术管理工作。