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极寒地区直接空冷系统及防冻措施

发布时间:2024-07-04        发布者:天津科曼


一、直接空冷机组空冷岛常见防冻问题

      直接空冷机组主要是以空气作为冷却介质的机组,而空冷岛作为具备高温蒸汽降温作用的风机装置,在其运行期间,常因下述多则原因而遭受冰冻问题。

      第一,散热管温差大。直接空冷机组冷空岛在运行期间,常需要利用散热管达到降温目的,如若受流量不均以及热力不均等因素的干扰形成温差,或者本身产品质量存在隐患,均会削弱降温效用,增加冰冻风险。以 600 MW 直接空冷机组为例,多形成 10 ℃,甚至 15  的温差后果

      第二,排气口压降大,在利用空气充当冷却介质期间,若凝汽器本身具有饱和压力,且入口压力与汽轮机排气口压力存在 055 kPa 左右压力差,很容易形成 2 kPa 压降。特别是在极寒地区,温差更大,若不及时展开防冻操作,易破坏运行质量

      第三,气密性薄弱,冷空岛是以 56 台风机组合而成的降温装置,若自身存在气密性差隐患,将无法保持温度指标的均衡控制,且易受外界环境指标的干扰

      第四,防冻不到位,依据不同工况模式需要编制对应的防冻方案。显然当前在执行防冻措施时,缺乏可靠性,未能做好工况分类设计工作,导致原定的防冻方案未能满足冷空岛所有工况条件。

      鉴于此,面对常见防冻问题,应当提出针对性对策,借此改善冷空岛效力差等不良风险现状,增强冷空岛防冻能力。

二、空冷防冻措施

1、加强真空系统密封设计

      在对冷空岛实施防冻设计时,应当从密封设计层面上,保证真空系统具备完善的密封条件。一方面,由于密封性多影响温度分布均衡性,故此若能加强密封改造设计,即可削弱环境因素对散热管表面温度产生的负面影响。另一方面,要求冷空岛安装人员,务必按照标准且规范的安装流程安装好各个风机。通常需要遵照安装手册与技术指导书,促使风机、空冷凝器等装置安装环节获取优良质量。与此同时,监理方在建设冷空岛系统安装项目时,也要统筹管理建设流程,尤其是在主排气管道等相关部件焊接作业中,需要对焊接质量进行全面检测。一旦出现焊接异常现象,需要立即组织焊接人员予以修复。从以往研究中不难发现,在下联箱部位焊接问题出现可能性更高,监理人员需要针对不同焊接部位以及安装区域实施大力度监管举措,直到达到焊接质量验收标准后,方可进入冷空岛竣工环节。因冷空岛质量不达标,很容易引发冰冻后果,故此在整个安装过程,既要关注汽轮机、管道安装质量,又要对仪表、阀门安装效果加以深度检测,就此提高防冻水平,消除任何冰冻隐患。

2、注重排汽装置漏点查找

      在直接空冷机组空冷岛运行阶段,因其处于极寒地区,极易受外界冷空气的侵袭,致使在对高温蒸汽进行降温时遭受冻害,从而影响机组运行效果。而在防冻设计中,还要注重排汽装置漏点的精准查找。漏点的产生,不但会增加安全风险性,而且还会导致冷空岛安装作业后,自漏点处降低降温作用。对此,及早检漏是可行性较强的一项防冻措施。在实际查漏中,相关人员可以利用灌水方式,想排汽装置负压区实施灌水处理。若不存在漏点,其水位高度将持续一段时间不发生变化。若有漏点,随着时间后延,水位逐渐下降。此时,可以通过筛查方式找到漏点,填充修复后再度实施查漏实验,直到水位持续不变,方可验证排汽装置安装到位。从相关研究中,于查漏范围上,也要密切关注仪表以及阀门等多区域漏点分布情况,扩大查漏范围的基础上,有效消除冷空岛冰冻风险。

3、实现空冷岛气密性检测

      为了给冷空岛创造有利的防冻条件,还应当对冷空岛积极展开气密性检测工作,以此结合气密性检测结果,判定当前冷空岛遭受冰冻侵害的可能性,而后提出对应的修复措施,增强气密性。在气密性检测阶段,需要将检测范围拓展至换热器管束以及空气冷凝器部分,由此增加气密性检测数据可靠性。

      首先,检测人员需要先行确定好气密性检测范围,包括冷凝管道、配汽管道、疏水箱等

      其次,以 08 MPa 压强对冷空岛汽轮机系统实施加压操作,而后持续一刻钟后,需要分析压力指标变化规律。若气密性良好,则不会引起压强波动后果。由于极寒地区温差明显,且冷空气储量丰富,为了促使冷空岛表现出显著优势,还要掌握外界环境温度变化规律。若从压力波动指标上,每日压力降低幅度在 01 kPa 以内,则表示气密性检测达标

      最后,还要对真空系统气密性予以检测,在10 kPa条件下断开真空泵,从中对压力负荷变化情况进行分析,如若每分钟压力负荷变化值在0. 15 kPa 以内,则表示真空系统气密性优良。经气密性检测操作后,能够及早发现气密性不强问题。随着气密性的降低,冷空岛很难在降温过程中,保持优良动态。同时,在气密性检测阶段,也可以使用专用空冷岛检漏仪,以专用设备辅助检测人员快速准确获取检测结果,自此提升防冻设计时效性。

4、结合工况确定防冻方案

1)静态调试工况

      冷空岛要想保持稳定运行,需要依据不同工况模式,为其制定对应的防冻方案。其中主要包括静态调试工况。于极寒地区条件下,关于冷空岛的安全运行,在处于静态调试工况时,可以利用下述措施优化防冻效果:

      其一,保温设计,在冷空岛防冻设计阶段,需要对易受冰冻的薄弱部位进行保温设计,可以加装散热翅片盖帘保温,继而防止形成冻层。经调查低温易冻部位多以抽真空管道为主,可在逆流区风机增加封堵装置,以改善冰冻现状。

      其二,在防冻设计中需要加大防冻监测力度,也可以借助智能监测手段,增加空冷温度场,预判冰冻参数,而后发出预警信息,供运行人员提前完成防冻调整。随着在静态调试工况条件下防冻有效性的提升,即可为冷空岛的良性运作奠定基础,促使在极寒地区建成的电厂拥有优质的供电服务质量。

2)机组启动运行期工况

     极寒地区阶段空冷岛进汽量特别少,很容易结冻,在极寒地区控制好机组启动阶段的防冻调整尤为重要,故可以采用提高再热器压力至1 MPa左右再打开低压旁路的方法,增加空冷岛进汽流量的方法避免空冷岛结冻。      再根据温度指标的变化情况,观察冷空岛负荷变化规律,更要关注逆流回暖控制现象,需要间隔一段时间再启动风机,否则在多次反复操作下,更易引发冻害。