南方火力发电厂防寒防冻措施

2016-02-03韩峰

综合智慧能源 2016年11期

关键词：热工管路仪表

韩峰

（浙江浙能技术研究院有限公司，杭州 310003）

南方火力发电厂防寒防冻措施

韩峰

（浙江浙能技术研究院有限公司，杭州 310003）

根据南方火力发电厂的特点，总结介绍了南方电厂在防寒防冻方面的经验，系统阐述了南方电厂防寒防冻应急措施及后续的改造措施。

防寒防冻；电伴热；蒸汽伴热

0 引言

2016年1 月下旬全国各地迎来35年来同期最强冷空气，受强冷空气和寒潮影响，多地区均出现不同程度雨夹雪及大风天气，电力系统作为最主要的生活保障部门更是严阵以待，火力发电厂作为现今国内主要的发电企业更是无比重视此次防寒防冻工作。

电厂热工仪表管路多为ø14mm，ø16mm等电厂内最细的管路。不同于较粗的主管道，主管道内介质多为流动的，介质温度比较高。仪表管路内部介质多为水，正常情况下温度较低。作为仪表的传压管路内部介质基本为不流通的状态，这一特性也决定了在严寒天气到来时，热工仪表管路容易发生冻结情况，造成电厂内部分信号测量失准或者错误。热工测量参数的失准对于现代智能化的电厂极其不利于安全稳定运行，部分重要信号的失去或者误动作可能造成电厂无法估量的损失。所以电厂热工仪表管路在冬季如何防寒防冻应该引起足够的重视，热工仪表管路伴热保温作为最重要的防寒防冻措施是非常必要的。

1 南、北电厂设计情况比对

北方电厂在设计整套生产系统时，考虑的环境温度非常低：年平均最低气温、极端最低气温一般应在-40～-30℃，锅炉、汽机房多为全封闭结构，内部如北方的居民用房一样都设有保暖设备或者暖气加热设备，整个冬季从11月至次年的3月，都有正常的供暖。对于北方电厂来说，从设计之初到整个生产期间，年年都存在着防寒防冻问题，长年累月电厂积累了丰富的经验，同时由于设备最初的设计考虑到防冻问题，所以对于北方电厂来说，突然的降温并不会带来很大的影响。

南方电厂所处位置冬季环境气温多在0℃以上，在设计整套生产设备时，考虑的环境温度较低：年平均最低气温、极端最低气温一般应在-10℃左右。南方一般很少发生零下极低温情况，所以电厂生产系统设计时并不会按照温度特别低的情况设计保温伴热系统。南方电厂内锅炉房多采用露天布置，主管路、炉膛管壁、烟道等保温隔热处理，防止热量过多损失。对于这些主设备管路，由于管径较粗，内部介质在流动，良好的保温隔热措施，强冷空气和寒潮也不会对主设备有过于严重的影响，但仪表管路却截然相反。部分热工仪表管路虽然设计有保温、伴热等防寒防冻措施，但由于设计的防护温度在零下10℃左右，当寒潮来临时严重超过了设计温度。例如：在2016年寒潮来临时，浙江省天气预报温度最低达到-9℃，虽在设计温度范围内，但实际浙江省沿海部分电厂锅炉顶层由于所处位置较高、风力等因素影响，气温已达到-20℃左右，超过了设计情况。对于此种特殊寒潮天气，虽然持续的时间较短，但是对于电厂来说影响却很大，如应对不急，很可能造成设备损坏、机组停运等事故。南方虽说多年来呈现温度上升趋势，但是处于位置较高或者迎风面的设备，仍面临着冬季部分区域气温过低的影响，对此部分区域设备在设计时应考虑应对极低温情况，提高防寒防冻措施等级。对重点区域进行设计或改造抗寒措施时，所对应的温度应当比当地极端最低气温低10℃以上。

2 南方电厂常见问题

（1）仪表管路未安装有保温伴热装置。此问题常出现在外围、脱硫、脱硝设备区域，或者改造后的设备区域。

（2）安装有保温保护箱、伴热带等，但由于施工不合格造成仪表管路冻结。此种情况多是由于就地保温不完全、未按照伴热厂家规范执行等造成。例如仪表管路穿过格栅板等位置时未进行保温或者仪表管路拐弯、一次阀等处未完全保温。

（3）安装有保温保护箱、伴热带，但伴热设备损坏或者伴热效果不好。南方电厂伴热效果不好多是由于设计时未考虑到实际温度情况过低。

（4）在低温情况下，测量仪表、阀门等设备出现异常：压力变送器由于内充液为普通硅油而出现测量失准或者损坏情况，针型阀由于材料问题出现冻裂情况等。

3 防寒防冻应急措施

对于停运的机组或设备，应疏水排空所有测量仪表的管道。测量仪表管路内部不流通，同时停运的机组或者设备，相关仪表不需要监测时可采取临时排空管路，防止管路结冻。针对寒潮来临时，部分保温柜内温度过低的情况，可视情况加装伴热贴片或者钠灯、碘钨灯等电加热设备以保证保温柜温度正常。

作为一种有机质和营养元素较为丰富的材料，农作物秸秆一直是土壤中养分和有机质的来源之一。在试验过程中，秸秆覆盖还田一年之后，土壤中的有机质、全氮以及全磷等营养成分都有着不同程度的增加。在此基础上，秸秆覆盖还可以更好的提升土壤中酶的活性，使土壤中有理的微生物数量增加，为作物提供更加优质的生长条件。

南方电厂很多压力表管路并未设计有伴热保温措施，在极端天气时可关闭一次阀，临时拆除压力表，疏水放空仪表管路。部分重要的测点，由于处于迎风面造成管路温度过低，为了防止管路结冻，可临时采用脚手架的结构，用塑料皮搭设一个沿着仪表管路的狭长的防风保温房，起到挡风和保暖的作用。针对外围或者非重要测点的低温低压仪表管路，在温度不是非常低或者非迎风面的情况下，可考虑微开排污阀进行防冻，以慢滴为好。

在进行抢修的过程中，可临时在冻结的管路上密集缠绕伴热电缆、电热毯等进行临时加热，对于仪表管路快速解冻非常有效。

强制撤出相关测量信号，或者关闭气源或者电源，防止阀门或者信号误动。例如炉顶电磁泄压阀很多都是就地安装带有压力测点的控制装置，压力测点如未进行保温伴热，在寒潮来临时很容易造成仪表管路冻结，引起电磁泄压阀误动，可采用临时关闭电磁泄压阀气源等措施避免阀门误动。

4 防寒防冻改造措施

可针对电厂各个区域的不同特点确定伴热和保温方式或者采取其他保温措施。

例如氨区区域，建议采取热水伴热，或者改造成房子但应加强通风、采暖以解决温度低的问题；测点管路迎风面可搭设固定的遮挡防风设施；汽机房内靠近门口、格栅、窗户附近等测点管路应加装保温装置，同时冬天应确保汽机房内封闭情况良好；温度较高的主管道附近可采用自伴热方式，缩短引压管，保温柜就近布置。

伴热方式的选择：保温伴热按照热源的形式不同分为热水伴热、蒸汽伴热、电伴热，最近也有文献提出自伴热方式。由于热水伴热和蒸汽伴热散热量不易控制，温度不易控制，利用效率处于较低水平。电厂中需要伴热的管道多为仪表管线，线路复杂且仪表管线很长，蒸汽、热水伴热管道经常会出现“跑、冒、滴、漏”现象，每年冬季电厂都不得不在保温、维护管线上花费大量的人力、物力来确保蒸汽、热水伴热装置、管线的正常运行。采用电伴热虽然一次性投资较高，但运行费用却有较大降低，经济效益非常显著［1］。对于南方电厂来说，每年气温零下的天数虽然相对较少，但是采用电伴热方式相对于蒸汽、热水伴热启停更为快捷方便，维护量较小，施工简便，所以南方电厂应选择电伴热方式为主，对于需要防爆的区域等应使用热水、蒸汽伴热方式或者采用防爆型电伴热带。

电厂对现场仪表管路伴热温度控制精度要求不高，控制温度的数值一般也比较低，建议采用自限温电伴热带；重要的测点例如主给水流量、主蒸汽压力、减温水流量等建议采用抗高温型电伴热带。

为了保证冷凝罐液位正常，设置了部分液位测点，但冷凝罐处无保温，伴热管线应正常敷设，在进入冬季时可搭设防风、防护设施。

例如：锅炉汽包液位、压力等重要测点应安装有防护小室，保温防护小室应将测量筒、冷凝罐、排污阀、变送器保温保护柜等包括在内。

仪用空气系统应安排定期排水，及时排除空压机出口母管、仪用储气罐、仪用气管道中的积水，冬天加强过滤减压阀日常巡检、排污。容易结冻的仪用空气管路也可加装电伴热。

防寒防冻热工仪表设备的改造选型原则：在严寒地域室外一般以非需伴热仪表为优先选用原则，在设计中通过选择合适的仪表型式，尽量减少伴热，节约能源，降低能耗［2］。

（1）压力变送器尽量应选用低温型变送器。

（2）在寒冷地区流量检测应尽量选用非介质引出型的，如电磁、质量、涡街、超声波等类型［2］。

（3）液位变送器可选择投入式、超声波等液位计，避免差压式液位计装在槽罐外受冰冻影响。

（4）基地式的气动门的压力测量管路如无伴热装置，应改为定位器或者电动门等进行控制，防止由于仪表管路受冻后可能导致气动门误动情况发生。

（5）控制阀门的材质不宜选用铸铁，其配套的电磁阀等附件也要选择低温型的［2］。