直接空冷机组运行中常见问题分析及处理

裴建兵

晋能电力集团有限公司嘉节燃气热电分公司

直接空冷机组运行中常见问题分析及处理

裴建兵

晋能电力集团有限公司嘉节燃气热电分公司

直接空冷技术是直接利用环境空气作为介质对发电机组进行冷却的技术，在水分紧缺区域也是该项科技发挥巨大作用的地区。同时系统运行的效果受环境中风速、风向、环境温度等因素的影响，在直接空冷系统运转阶段，需要订立管控策略，从而保证直接空冷机组的安全、可靠、经济的运行。本文对直接空冷机组运行中常见问题进行了分析，并提出应对策略。

直接空冷机组；问题分析；对策

伴随水资源的紧缺，在火力发电站中直接空冷机组被大量采用。直接空冷机组使用大气中的空气为媒介，冷却汽轮设备。所以，节省了大量水资源，是发展循环经济的重要举措。特别是在我国水资源紧缺的北方区域，直接冷空机组的使用是大势所趋，直接空冷系统在运行过程中会遇到严寒冻裂、管束积灰、真空泄漏等问题，假如不采取有效解决方法，直接空冷设备就会无法正常运转。所以，需要对难题实施解读，以保证系统运行的可靠性、安全性和经济性。

1 真空泄漏问题及对策

1.1 真空渗漏的原由

直接空冷系统的排气管内径较大，所以焊缝过长、焊装位置面积偏大、密闭情况不良，尤其是在拐弯位置，真空渗漏频发；直接空冷系统散热设备通常使用管束结构，管子数目众多并且自带散热翅片，这些翅片一般通过焊装与管子联接，再加上翅片特别单薄，一旦输送不慎或遭到外力破坏就有可能发生形变，翅片与管子相连的位置极易脱焊而可能导致管子破坏泄漏；此外，空冷岛占地规模大、结构复杂，安装设阶段要做到全部密闭非常难，装设完毕后也缺少大规模检测渗漏的办法。综上所述，可见直接空冷系统在运转阶段形成真空渗漏的难题似乎很难避免。

1.2 预防真空渗漏的策略

要解决直接真空系统真空泄漏的问题，第一步应在排气管道焊装阶段，采用先进的焊接工艺，例如无缝焊接等，让焊接位置能够被融合成一个整体，使焊装导致的密闭情况不佳的问题得以决；第二步，要科学设计散热器的结构，要设计翅片与管子融合的散热设备或降低翅片变形对管子造成损伤的几率；空冷岛的安装要按部就班的进行，避免在运送或安装过程中损毁，并研究出大面积真空检漏的方法，让空冷岛在安装后可以及时检测真空度，以便检查出故障并及时解决。

2 管束积灰问题及对策

2.1 管束积尘的原由

直接空冷机组通常运用比较多的是我国的北部地区，尤其是西北缺水地区，通常沙暴较多、空气质量较差。因为空冷机组是暴露于户外，这使得空冷机组任意部位均与外部环境接触，尤其是管束部位，因为存在大量散热翅片，而且散热翅片间距较小，使得空气中大量的灰尘被滞留下来，时间一长就会形成大量积灰，因为积灰层的存在使得散热器与外部环境的联系被中断，无法与冷空气形成热交换，因此大量的热量无法散发出来，从而严重影响空冷机组的正常运行。

2.2 管束积灰解决对策

首先，要合理设计散热器的结构，包括散热器形态以及散热翅片的大小和结构，使之既可以保证与外界环境充分接触，又能够不积淀灰尘；其次，改良清灰工艺，如使用高压水力清灰的模式，并依照空气质量情况科学安排清灰周期，让散热设备上的灰尘无法左右散热功效，并能够最大程度节约清灰用水量。

3 管道冻裂难题与预防方法

3.1 管道冻裂难题的原由

在北部冬天较为严寒，因此如果管壁的气温位于零下，那么凝结水在管壁中流动过程中会导致结冰。随着时间的推移，结冰现象会越加严重。因此，比较脆弱的管壁会形成冻裂问题。一旦管壁被冻裂，就会对直接空冷机组的正常运行造成影响。

3.2 管道冻裂的预防方法

第一步，可改变散热设备管道的构造，例如使用椭圆状钢铁管壁，可有效抵抗内壁冻结形成的对管道的压力；第二步，应合理布置管道的逆流与顺流的面积，使不凝气体及时顺利的排出，预防蒸汽往回流动，降低结冰的几率。另外，应挑选单排管散热设备，以预防不凝性气体聚拢的现象。

4 环境影响的问题及对策

4.1 环境对直接空冷系统运行的影响

由于直接空冷系统是要全部依靠生态环境进行的。因此环境的风速、风向、温度等等都成为影响直接空冷系统运行的重要因素。首先，如果当环境温度比较高时，空冷系统散热器进口空气的温度就比较高，当较高温度的空气进入凝汽器后会导致凝汽器冷凝温度升高，同时排汽压力也会升高，同时因为空冷岛是暴露在空气中的，如果是多个空冷岛共同工作则会使下游的空冷岛进口温度升高，因此不利于机组的经济运行；其次，空冷岛安置在炉后的位置，在环境风的作用下其工作效率会发生一定的变化，主要表现为：对系统而言，空冷器的迎面风速越大越有利于系统的散热，而如果环境风速越大，则会影响进风口的风向，从而导致空冷器的迎面风速变小，导致直接空冷系统的冷却效果变差。

4.2 环境影响问题解决对策

首先，在环境温度相对较高的夏季，要让系统稳定、高效运转，可通过使机组非满负荷运行，从而通过减少热消耗的方式来使凝汽器的压力降低，但是非满负荷运行的模式无疑会使系统运行的经济性下降，所以可通过在散热器端口位置喷雾增湿的方式减少端口空气的问题，从而使凝汽器的冷凝温度降低，确保系统满负荷运行。

其次，多个空冷岛要通过合理布局，最好使空冷岛面向夏季主导风向并排布局，降低空冷岛之间的相互影响。

再次，可通过变频器调节风机的转速，提高空冷散热器的冷却空气流量，使直接空冷系统能够安全且高效的运行。

结束语

直接空冷系统在运转阶段会出现真空渗漏、冻裂、积尘等现象，这都会导致系统安全运转的效率降低。这些问题可以通过优化规划、改良质量、工艺管控与定时检修等模式来解决。而且，环境温度、风向、风速等也会致直使接空冷系统的凝结，因此必须采用对应策略，减少散热器端口空气气温并提升系统空气流动量，使空冷机组能够良好、稳定地工作。

[1]武旭.关于直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策探讨[J].科技展望，2017，(03)：44.

[2]赵朝峰.直接空冷机组运行问题分析及措施探讨[J].山东工业技术，2016，(04)：30.