直接空冷機(jī)組空冷系統(tǒng)運(yùn)行問題分析及對(duì)策研究

黃興晨

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001）

概述

隨著水資源的日益減少，在火力發(fā)電站中直接空冷機(jī)組被大量采用，直接空冷機(jī)組采用直接空冷系統(tǒng)用環(huán)境中的空氣作為介質(zhì)冷卻汽輪機(jī)的排氣，因此可節(jié)約大量的水資源，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要舉措，尤其是在我國缺水的北方地區(qū)，直接空冷機(jī)組已經(jīng)成為未來發(fā)電機(jī)組的重要發(fā)展方向，直接空冷系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)遇到真空泄漏、管束積灰、嚴(yán)寒凍裂等問題，如果不能得到有效的解決就會(huì)嚴(yán)重影響直接空冷機(jī)組運(yùn)行，因此必須針對(duì)每一個(gè)問題制定相應(yīng)的對(duì)策，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1 真空泄漏問題及對(duì)策

1.1 真空泄漏的原因

直接空冷系統(tǒng)的排氣管道直徑較大，因此焊接處面積較大、焊縫較長、密封較為困難，尤其是在拐角處，容易成為真空泄漏高發(fā)部位；直接空冷系統(tǒng)散熱器一般采用管束結(jié)構(gòu)，管子數(shù)量眾多且?guī)в猩岢崞?，這些翅片一般都是通過焊接工藝與管子相連，再加上翅片較薄，一旦在運(yùn)輸或者安裝過程中受到外力的作用就可能發(fā)生變形，翅片與管子連接處容易脫焊而可能導(dǎo)致管子破壞泄漏；另外空冷島體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝過程中不容易做到完全的密封，安裝完畢后有沒有大面積真空檢漏的方法。綜合以上幾種情況，可見直接空冷系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生真空泄漏問題似乎很難避免。

1.2 真空泄漏解決對(duì)策

要解決直接真空系統(tǒng)真空泄漏的問題，首先要在排氣管道焊接時(shí)采用先進(jìn)的焊接工藝，如無縫焊接等，使焊接部位可以有效結(jié)合成一個(gè)整體，消除焊縫帶來的密封不嚴(yán)的問題；其次，要科學(xué)設(shè)計(jì)散熱器的結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)出管子與翅片一體化的散熱器或者采用高強(qiáng)度的焊接方式等減少翅片形變對(duì)管子損壞的概率；空冷島的安裝要按部就班的進(jìn)行，避免在運(yùn)輸及安裝過程中損壞，并研究出大面積真空檢漏的方法，使空冷島在安裝后能夠及時(shí)檢驗(yàn)真空度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

2 管束積灰問題及對(duì)策

2.1 管束積灰的原因

直接空冷機(jī)組一般在我國北方地區(qū)應(yīng)用較多，尤其是西北缺水地區(qū)，一般空氣質(zhì)量較差、沙塵較多，由于空冷機(jī)組是暴露在外界環(huán)境中，就使得空冷機(jī)組任何部位都會(huì)與外界環(huán)境相接處，尤其是管束部位，由于存在大量散熱翅片并且翅片間距較小，使得空氣中大量的灰塵被滯留下來，久而久之就會(huì)形成大量積灰，由于積灰層的存在使得散熱器不能與外界空氣充分接觸，無法與冷空氣形成熱交換，因而大量的熱量散發(fā)不出來，會(huì)嚴(yán)重影響直接空冷機(jī)組的運(yùn)行。

2.2 管束積灰解決對(duì)策

首先，要優(yōu)化散熱器的結(jié)構(gòu)，包括散熱器形狀以及散熱翅片的結(jié)構(gòu)和尺寸，使之既可以保證與外界環(huán)境充分接觸，又不易積灰；其次，改進(jìn)清灰工藝，如使用高壓水力清灰的方式，并根據(jù)空氣質(zhì)量情況科學(xué)安排清灰周期，使散熱器上的積灰不會(huì)影響散熱效果，并能夠最大限度節(jié)約清灰用水量。

3 管道凍裂問題及對(duì)策

3.1 管道凍裂問題的原因

在北方冬季一般氣溫較低，因此如果管壁的溫度處于零下，則凝結(jié)水在管道中流動(dòng)過程中就有可能結(jié)冰，隨著時(shí)間的推移，結(jié)冰越來越多，由于水結(jié)冰的過程是體積膨脹的過程，因此較為薄弱的管道就會(huì)發(fā)生凍裂現(xiàn)象，一旦管道被凍裂，就會(huì)影響直接空冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 管道凍裂問題解決對(duì)策

首先，可改變散熱器管道的結(jié)構(gòu)，如采用橢圓形鋼制管道，可有效抵抗內(nèi)部結(jié)冰帶來的對(duì)管壁的壓力；其次，可根據(jù)各個(gè)機(jī)組的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，并科學(xué)布置管道的順流和逆流面積，使不凝氣體及時(shí)順利的排出，防止蒸汽回流，降低結(jié)冰的幾率，此外，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選單排管散熱器，以防止不凝性氣體聚集的現(xiàn)象。

4 環(huán)境影響的問題及對(duì)策

4.1 環(huán)境對(duì)直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的影響

由于直接空冷系統(tǒng)是完全依賴環(huán)境條件而工作的，因此環(huán)境的氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等等都成為影響直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的重要因素。首先，如果環(huán)境氣溫較高，如在炎熱的夏季，會(huì)直接導(dǎo)致空冷系統(tǒng)散熱器進(jìn)口空氣的溫度較高，當(dāng)較高溫度的空氣進(jìn)入凝汽器后會(huì)導(dǎo)致凝汽器冷凝溫度升高，同時(shí)排汽壓力就會(huì)升高，同時(shí)由于空冷島是暴露在空氣中的，如果是多個(gè)空冷島共同工作則會(huì)導(dǎo)致下游的空冷島進(jìn)口溫度升高，因此不利于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；其次，空冷島安置在爐后的位置，在環(huán)境風(fēng)的作用下其工作效率會(huì)發(fā)生一定的變化，主要表現(xiàn)為：對(duì)系統(tǒng)而言，空冷器的迎面風(fēng)速越大越有利于系統(tǒng)的散熱，而如果環(huán)境風(fēng)速越大，則會(huì)影響進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)向，從而導(dǎo)致空冷器的迎面風(fēng)速變小，導(dǎo)致直接空冷系統(tǒng)的冷卻效果變差。

4.2 環(huán)境影響問題解決對(duì)策

首先，在環(huán)境溫度相對(duì)較高的夏季，要使系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行，可通過使機(jī)組非滿負(fù)荷運(yùn)行，從而通過降低熱負(fù)荷的方式來降低凝汽器的壓力，但非滿負(fù)荷運(yùn)行的方式無疑會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，因此可通過在散熱器進(jìn)口處噴霧增濕的方式降低進(jìn)口空氣的問題，從而降低凝汽器的冷凝溫度，保證系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行。

其次，可通過變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高空冷散熱器的冷卻空氣流量，使直接空冷系統(tǒng)能夠安全且高效的運(yùn)行。

再次，多個(gè)空冷島要通過合理布局，最好使空冷島面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向并排布局，降低空冷島之間的相互影響。

結(jié)語

直接空冷系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)真空泄漏、凍裂、積灰等現(xiàn)象，這些都會(huì)影響空冷系統(tǒng)的運(yùn)行，可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝、質(zhì)量管理以及定期維護(hù)等方式消除這些問題，同時(shí)環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向也會(huì)影響直接空冷系統(tǒng)的冷凝效果，因此要采取相應(yīng)措施，力求降低散熱器進(jìn)口空氣溫度并提高系統(tǒng)空氣流量，使空冷機(jī)組能夠安全、高效的運(yùn)行。

[1]陳淑琴，王進(jìn).直接空冷機(jī)組空冷系統(tǒng)運(yùn)行特性分析[J].山西電力，2010.

[2]趙凌俊，武云龍.直接空冷機(jī)組運(yùn)行中常見問題分析及處理[J].科技傳播，2010.