提高间冷塔热工测点的可靠性

何娅妮

（国能宁夏鸳鸯湖第一发电有限公司，宁夏 银川 750410）

0 引 言

发电厂的间接空冷塔是一个高效节水的冷却设备，并且广泛应用于富煤贫水地区[1]。间接空冷系统具有较强的输出响应延迟能力，能够在大风等突发气候环境中安全使用，越来越多地应用在了大风高温地区的发电厂中，未来也会成为高安全性要求的空冷核电机组的首选[2]。作为间接空冷系统中的重要部件，蕴含着巨大的节能潜力，其热力性能的优劣直接影响冷却水温度，进而影响机组的安全、稳定、经济运行[3]。间接空冷塔通过空气与循环冷却水换热后使其温度降低，达到循环利用的目的[4]。某电厂二期2×1 100 MW机组采用散热器垂直布置的自然通风间接空冷系统，1机1塔，单塔布置194个冷却三角，分12个扇段布置。循环水进入表面式凝汽器的水侧进行换热，换热后的循环水由循环水泵送至间冷塔，通过空冷散热器的冷却三角与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器冷却汽轮机排汽，构成了闭式循环[5]。

间冷塔的运行段数、百叶窗开度与环境气温、汽轮机排汽背压、循环水回水温度联锁实现自动调节，以求达到机组净出力最大。

随着我国火力发电机组装机容量及智能化水平的不断提高，热控系统的作用也越来越重要，热控测点作为日常监视和联锁保护的重要依据，其可靠性严重影响机组安全稳定运行。本文结合生产现场中间接空冷塔主要热控测点在实际测量过程中存在的突出问题展开分析，提出了切实可行的解决方案。

1 间冷塔主要热控测点在实际测量过程中存在的问题及解决方案

1.1 出塔循环水温度

1.1.1 实际运行中存在的问题及影响

一方面，出塔循环水母管温度元件、压力测量取样口集中布置在间冷塔外出塔循环水母管管道坑内，空间狭小，距离地面约2 m处，属于受限空间，本身不利于检修作业，加上管道接头焊缝渗水，使得坑内时常积水，测温元件因长时间被水浸泡而引起测量不准、甚至损坏。

2020年5月至2020年9月，同类缺陷发生5次，皆因管道坑积水导致测温元件接线箱进水，接线盒内信号电缆短路。每次检修需先清理管道坑内积水，再清理接线盒及内部接线端子、电缆等零部件，然而积水现象时有发生，出塔温度元件测量不准也伴随而来，每次消缺难度大且得不到根治，给班组消缺工作带来很大困难。

另一方面，出塔循环水温度是间冷塔的主要控制参数，间冷系统的启动、运行和关闭通过间冷控制系统自动完成。通过循环水回水母管温度的设定来控制流过百叶窗冷却三角的冷空气的流量，冷空气流量的改变通过调节百叶窗开度来实现，还可以通过增加循环水泵的运行台数来提高系统流速，从而达到控制主循环水回水母管温度的目的。

系统中设有出塔循环水温度测点3个，分别为出塔循环水母管温度1、出塔循环水母管温度2、出塔循环水母管温度3，通常情况下取这3个温度测点的中间值作为循环水主回水管温度，而主回水温度低抑制百叶窗，同时作为主回水管温度调节抑制条件，具体逻辑关系见图1。

图1 循环水主回水温度控制逻辑关系图

1.1.2 主要思路与措施

基建时所选热电阻型号为WZPK2-336。此热电阻为带端子箱的铠装热电阻，需从端子箱引线至就地接线箱，再转接至相应的分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）机柜。

由于上述客观原因的存在，为避免热电阻端子箱进水，考虑重新选型更换温度元件，将带端子箱的铠装热电阻更换为带引线的防水铠装热电阻。更换后的型号为WZPK2-396，此热电阻为带引线的防水铠装热电阻，省去中间接线环节，避免因端子箱浸水而导致的测量误差或热电阻短路，从而影响温度测点的测量准确性。改造前、后出塔循环水温度如图2、图3所示。

图2 改造前出塔循环水温度

图3 改造后出塔循环水温度

1.2 间冷塔地下储水箱液位

1.2.1 测量中存在的问题及影响

间冷塔地下储水箱安装有3台导波雷达液位计，因地下储水箱深埋于地基以下，液位计二次表安装在储水箱顶部，位置低于地基平面约1.5 m，通常在间冷设备停运或扇区泄水时，间冷各扇段泄水至地下水箱，水箱液位相对较高，地下储水箱内存水自液位计安装法兰处向外溢出，导致液位计二次表浸泡在水中，从而液位计内部总线板、电源板损坏，液位显示坏点失去监视。

另外，由于地下储水箱液位计采用现场总线通信方式，总线系统要求1个网段中所有的接线都要完好才能保证整个网段内的通信可靠，1处接线问题可能会影响整个网段。因此当上述情况发生时，地下储水箱液位计所在网段总线设备线路故障报警，波及范围较大。

1.2.2 主要思路与措施

基于以上问题对地下储水箱液位计重新进行设备选型，根据实际需要将液位计测量杆加长，使得液位计二次表远高于地下储水箱表面位置，避免二次表进水短路风险。定制符合现场要求的液位计并重新安装后，逐个接线进行调试，液位计总线通信正常，所在网段总线设备线路故障报警消除，液位计DCS显示准确无误。此次改造从根本上杜绝了液位计二次表进水损坏的风险。改造前、后照片如图4、5所示。

图4 改造前地下储水箱液位

图5 改造后地下储水箱液位

1.3 扇段冷却三角壁温

1.3.1 测量中存在的问题

单台机组间冷塔有12个扇段，每个扇段安装6个冷却三角壁温热电阻，共计72个。

（1）夏季炎热天气间冷塔百叶窗需全部打开换热，当雨水天气到来时，冷却三角壁温热电阻接线盒容易被雨水淋湿，导致热电阻接线盒进水，引起元件短路，造成测量误差，甚至元件损坏，严重影响监视，如图6所示。

图6 冷却三角壁温接线盒进水

（2）每个扇段设计有6个三角壁温测点，分别安装在不同冷却三角，当某个冷却三角被隔离后，其温度显示为环境温度，存在与其他温度测点偏差大的问题，尤其在冬季工况，由于三角壁温参与扇区二、三级防冻保护，容易引起保护误动。

（3）西北地区大风天气较多，由于间冷塔体积庞大，周边区域的建筑物对间冷塔的运行也有很大的影响，从而各扇段势必会有迎风面、背风面，造成同一扇区不同冷却三角壁温偏差大或者不同扇区之间冷却三角壁温差距较大，容易造成监盘误区。

（4）热电阻安装过程中插深不够造成测量偏差。

（5）接线端子老化、腐蚀，接线松动、虚接。

1.3.2 主要思路与措施

（1）将各扇段冷却三角壁温热电阻接线盒整体调整至背雨面，且适当做防护处理，防止雨水天气接线盒进水，壁温测点大面积坏点影响监视。

（2）各专业做好沟通，若某个冷却三角被隔离且刚好安装壁温测点，及时联系相关专业将所在冷却三角壁温测点强制，防止保护误动。

（3）实际生产过程中，因迎风面、背风面原因造成三角壁温偏差大的缺陷曾多次发生，但检修过程中发现测温元件本身并无异常，实际温度存在差异。针对此类问题，运行监盘人员应熟悉设备环境特点，在一定条件下调节百叶窗，提高间冷塔的散热能力是方便、灵活而且有效的手段。

（4）温度元件安装时浸入深度应符合要求，避免因浸入深度不够而造成的测量误差。

（5）规范温度元件的接线，避免虚接；对于老化、腐蚀的接线端子利用机组调停检修机会定期排查更换。

2 结 论

间接空冷塔是一个高效节水的冷却设备，作为主机循环水的冷却设备，其相关测点的正常监视显的尤为重要。此次针对现场维护过程中发现的几个突出问题做了相应的原因分析并进行了改造处理，充分降低了间冷塔热控设备的故障发生率，减少了维护成本，同时也提高了间冷塔系统热工测点的准确性和可靠性，保证了循环水系统的安全可靠运行，为机组的安全稳定运行奠定了坚实的基础。