低温天气下间接空冷系统控制策略研究

邢照凯，高丽红

（国核电力规划设计研究院，北京100095）

低温天气下间接空冷系统控制策略研究

邢照凯，高丽红

（国核电力规划设计研究院，北京100095）

对于间接空冷系统，在低温天气下必须保证间冷塔循环水出水温度高于防冻所需的设定值，否则将可能由于出水温度过低造成间冷塔内散热器受冻甚至破裂的情况。针对上述情况，提出了低温天气下间接空冷系统需要采取的控制策略，为应对此种天气影响提供了可行的方案。

低温天气；间接空冷；控制策略

引言

对于间接空冷系统，在低温天气下必须保证间冷塔循环水出水温度高于防冻所需的设定值，否则将可能由于出水温度过低造成间冷塔内散热器受冻，如未及时发现，甚至会出现间冷塔散热器大面积受冻、破裂的情况[1]。

针对上述情况，需要研究低温条件下对间接空冷系统的控制策略，以避免出现因环境温度低造成散热器受冻，进而影响设备及机组安全运行情况的发生。

1 低温条件下间接空冷系统主要被控参数分析

通常在环境温度＞5℃的运行工况下，间接空冷系统的主要被控参数为凝汽器背压。在百叶窗调节回路中，凝汽器背压调节器可以根据背压实际值与设定值的偏差进行计算，从而产生百叶窗开度指令[2]。另一方面，在冬季低温工况下，需要保证间冷塔循环水出水温度在合理范围，防止散热器冻结，保证机组安全运行。

为实现上述目标，需要控制间冷塔的循环水出水温度在一定范围内，这样既能满足凝汽器背压的控制需要（循环水出水温度直接影响凝汽器背压），也可以满足低温天气下间冷系统的防冻需要。由于间冷塔的循环水出水是由每个扇区的循环水出水汇集而成，因此需要将每个扇区循环水出水温度控制在一定范围内。

每个扇区的循环水出水温度采用PID控制器控制，其调节回路见图1。考虑到循环水出水温度与循环水进水温度和环境温度密切相关，为提高响应速度，在单回路调节的基础上增加了循环水进水温度和环境温度的前馈[3]。

图1 扇区循环水出水温度调节回路

另外，在冬季低温工况下，若环境温度较低造成凝汽器真空过低时，间冷塔需减少1台循环水泵的运行或者关闭部分百叶窗来降低其散热能力。但同时还应保持散热器管束内循环水的较高流速，以降低管束内循环水的冻结可能。

2 低温天气下间接空冷控制策略

实际上，在间冷塔各扇区运行时，由于散热器系统压力不平衡、百叶窗开度不均、环境温度及风速变化等原因存在不平衡温差。当间冷塔整体循环水出水温度正常时，在某些散热器的翅片管内水温可能已降至0℃，开始产生冻结。因此在冬季低温工况下间冷塔循环水出水温度不适宜取较低的设定值。冬季低温工况下可采取以下运行模式：

1)冬季运行模式。当环境温度小于2℃时，若凝汽器压力大于阻塞背压，且扇区循环水出水温度大于某一定值（定值根据机组特性及防冻需要确定）时，控制百叶窗开启；当凝汽器压力小于阻塞背压，且扇区循环水出水温度小于某一定值时，控制百叶窗关闭。

2)保护运行模式。当扇区循环水出水温度继续降低至某一定值时，要关闭相应扇区的百叶窗以提高扇区水温[4]。

另一方面，对于间接空冷系统也可以考虑采用模糊控制或预测控制等先进控制算法，将环境温度连同凝汽器背压、扇区循环水进水温度、机组负荷等参数一并考虑，以维持扇区循环水出水温度在设定值为目标，保证低温天气下散热器不受冻，同时凝汽器背压稳定，机组能够安全运行。

3 结语

为避免出现低温天气下由于循环水温度过低造成散热器受冻甚至破裂的情况发生，本文分析了此种天气下需要重点关注的被控参数，并说明了间接空冷系统需要采取的控制策略及措施，为应对此种天气影响提供了可行的方案。

[1]焦宏波,窦红霞.600MW间接空冷塔温度的自动控制和优化[J].电力安全技术,2011(10):19-21．

[2]张应田,刘卫平,张宇,等.大型火电机组间接空冷自动控制系统优化[J].资源节约与环保,2014(2):21-23．

[3]高奎，辛军放，赵晖,等.国产间接空冷系统控制策略及应用[J].电力建设,2014,35(2)：101-107．

[4]李春山.600MW机组间接空冷系统冬季防冻控制研究[J].电力安全技术,2010(6):53-54．

（编辑：贾娟）

Study on Control Strategy of Indirect Air Cooling System in Low-tem peratureW eather

Xing Zhaokai,Gao Lihong
(State Nuclear Electric Power Planning Design&Research Institute,Beijing 100095)

For indirect air cooling system,in low-temperature weather the circulating water outlet temperature of indirect cooling tower must be higher than the required set point for anti-freezing.Otherwise,the radiatormay be frozen and even be cracked because of the low-temperature circulating water.In view of the above situation,this paper puts forward the control strategy for indirect air cooling system in low-temperatureweather,which provides a feasible solution for such weather.

low-temperature weather;indirectair cooling;control strategy

TM 621

A

2095-0748(2016)23-0069-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.32

2016-11-10

邢照凯（1984—），男，山东临沂人，硕士研究生，工程师，研究方向：电厂仪控系统；高丽红（1982—），女，山东潍坊人，本科，工程师，研究方向：电厂热工自动化。