寒冬季節(jié)中對(duì)空冷島的熱態(tài)沖洗

張海豐，李天鵬，申煥

（東北電力科學(xué)研究院有限公司，遼寧 沈陽 110179）

0 概 述

電廠直接空冷系統(tǒng)由于具有節(jié)水的優(yōu)點(diǎn)，因此在缺水的地區(qū)得到了大量的應(yīng)用［1］。新建電廠的直接空冷系統(tǒng)在調(diào)試過程中需要進(jìn)行熱態(tài)沖洗，但在我國北部地區(qū)，冬季的環(huán)境溫度比較低，所以，對(duì)空冷系統(tǒng)的熱態(tài)沖洗就存在一個(gè)防凍的問題。如果沖洗時(shí)防凍措施做不好，很有可能導(dǎo)致空冷島的散熱管出現(xiàn)大面積的冰凍并堵塞管道，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)散熱管變形、凍裂等現(xiàn)象。某電廠2號(hào)機(jī)組在冬季工況下進(jìn)行了空冷島的熱態(tài)沖洗，沖洗前針對(duì)防凍問題采取了一些措施。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，防凍效果非常好。

1 沖洗流程

某新建電廠地處我國北部地區(qū)，該地區(qū)冬季的環(huán)境溫度通常為零下30℃左右。該電廠汽輪機(jī)為超高壓、高溫、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、雙抽凝汽式汽輪機(jī)?？绽湎到y(tǒng)為150MW的直接空冷機(jī)組。直接空冷機(jī)組主要由排汽管道系統(tǒng)、空冷凝汽器系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)和空冷凝汽器沖洗系統(tǒng)等組成。

熱態(tài)沖洗是采用蒸汽及凝結(jié)水對(duì)空冷島進(jìn)行熱態(tài)沖洗，將鍋爐來的蒸汽經(jīng)過高、低壓旁路管道引入空冷凝汽器，對(duì)管道和換熱管束進(jìn)行蒸汽及凝結(jié)水的熱態(tài)沖洗，并將沖洗的污垢從系統(tǒng)中清除。進(jìn)行清洗的部件包括：排汽主管道、汽平衡管道、排汽支管、蒸汽分配管、蒸汽分配聯(lián)箱、凝汽器散熱管束、凝結(jié)水收集聯(lián)箱、凝結(jié)水管道等組件。

2 熱態(tài)沖洗的前期準(zhǔn)備

在空冷島的熱態(tài)沖洗過程中，從空冷島來的凝結(jié)水雜質(zhì)非常多，如果直接回收，一方面會(huì)污染凝結(jié)水箱，另一方面極容易堵塞凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)［2］，因此，空冷島熱態(tài)沖洗的凝結(jié)水不能直接進(jìn)行回收，需要安裝臨時(shí)的沖洗管道和水箱對(duì)熱態(tài)沖洗的凝結(jié)水進(jìn)行收集和處理。該機(jī)組空冷島的熱態(tài)沖洗系統(tǒng)，如圖1所示。

3 熱態(tài)沖洗的防凍措施

當(dāng)該機(jī)組進(jìn)行空冷島熱態(tài)沖洗時(shí)，環(huán)境溫度較低，當(dāng)時(shí)的環(huán)境氣溫為零下30℃左右。為了防止空冷系統(tǒng)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，采取了一些防凍措施。

3.1 確保入口蒸汽蝶閥關(guān)閉嚴(yán)密

在空冷島熱態(tài)沖洗過程中，沖洗列的進(jìn)汽蝶閥被打開，關(guān)閉其他列的進(jìn)汽蝶閥。如果進(jìn)汽蝶閥關(guān)閉不嚴(yán)密，將會(huì)有少量蒸汽進(jìn)入該列。在環(huán)境溫度極低時(shí)，進(jìn)入隔離列的少量蒸汽會(huì)很快凝結(jié)后冰凍。因此，必須確保入口蒸汽蝶閥關(guān)閉嚴(yán)密。

3.2 控制臨時(shí)水箱的注水時(shí)間

如果過早對(duì)臨時(shí)水箱進(jìn)行注水，水箱內(nèi)的水有可能被冰凍，嚴(yán)重時(shí)可能凍裂水箱。應(yīng)在空冷島沖洗前2小時(shí)開始注水，注水結(jié)束后并確保有少量溢流和補(bǔ)水的流動(dòng)，防止沖洗水的冰凍。

3.3 確保隨時(shí)投入備用真空泵

該機(jī)組為2臺(tái)真空泵，1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。預(yù)抽真空時(shí)，可以啟動(dòng)2臺(tái)真空泵，當(dāng)真空度為正常值后，必須停運(yùn)1臺(tái)并投入備用。由于環(huán)境溫度很低，真空泵抽出的都是較冷的空氣，導(dǎo)致真空泵入口管道的溫度較低。當(dāng)空冷島開始進(jìn)汽時(shí)，很容易導(dǎo)致真空泵入口的濾網(wǎng)結(jié)冰并堵塞管道，所以，須確保有備用真空泵能投入運(yùn)行。密切關(guān)注系統(tǒng)的真空度，一旦真空度無法維持，應(yīng)緊急切換至備用真空泵，并及時(shí)對(duì)已堵塞的入口濾網(wǎng)進(jìn)行處理。

3.4 縮短從進(jìn)汽到滿足最小蒸汽流量的時(shí)間

當(dāng)空冷島開始進(jìn)汽時(shí)，有一個(gè)蒸汽與空氣進(jìn)行置換的過程。如果蒸汽流量增加太快，系統(tǒng)真空度就會(huì)劇變，所以，應(yīng)該緩慢增加蒸汽的流量。如果蒸汽流量增加過慢，則有產(chǎn)生冰凍的可能。在實(shí)際操作過程中，首先應(yīng)將真空度盡可能地抽得高些，然后在真空度能接受的情況下快速增加蒸汽流量。開始進(jìn)汽到滿足最小蒸汽流量的時(shí)間應(yīng)控制在2h之內(nèi)。

3.5 盡可能增加空冷島進(jìn)汽量

在空冷島熱態(tài)沖洗過程中，不回收沖洗后的凝結(jié)水，所以鍋爐需要凝結(jié)水補(bǔ)水泵連續(xù)補(bǔ)水。凝結(jié)水補(bǔ)水泵的補(bǔ)充水量是有限的，因此鍋爐通過旁路向空冷島進(jìn)汽量也需要得到控制。為了防止空冷島進(jìn)汽量過少產(chǎn)生凝結(jié)水過冷或冰凍，需要將凝結(jié)水補(bǔ)水泵的補(bǔ)水量達(dá)到最大化。

3.6 確保進(jìn)汽列所有風(fēng)機(jī)頻率相同

一般情況下，對(duì)空冷島熱態(tài)沖洗都是逐個(gè)切換進(jìn)汽列的風(fēng)機(jī)頻率，目的是增加高頻率風(fēng)機(jī)處冷卻管道的進(jìn)汽量，使該處管道沖洗效果更好［3］。如1號(hào)風(fēng)機(jī)高頻率運(yùn)行，同列的其他風(fēng)機(jī)低頻率運(yùn)行；30 min后，2號(hào)風(fēng)機(jī)高頻率運(yùn)行，同列的其他風(fēng)機(jī)低頻率運(yùn)行；其他風(fēng)機(jī)的運(yùn)行以此類推。當(dāng)環(huán)境溫度極低時(shí)，這樣的操作就易導(dǎo)致低頻率運(yùn)行風(fēng)機(jī)的冷卻管道凝結(jié)水溫度過冷，容易產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。如果沖洗過程中所有風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率相同，則可避免這種情況的出現(xiàn)。

4 沖洗過程

2013年01月08日，當(dāng)日的環(huán)境溫度為零下23℃，對(duì)空冷島進(jìn)行了熱態(tài)沖洗，其過程如下［4］：

鍋爐點(diǎn)火升溫升壓。啟動(dòng)真空泵抽真空，讓真空度達(dá)到50kPa以上，提高鍋爐蒸汽量至最大化。投入汽輪機(jī)高、低壓旁路閥門為自動(dòng)狀態(tài)，隨著鍋爐運(yùn)行參數(shù)的提高，逐漸增加閥門開度，將主汽壓力控制在1.2MPa，再熱壓力控制在0.5MPa，空冷排汽壓力維持在30kPa，控制低壓旁路后的蒸汽溫度為70～80℃。

進(jìn)行空冷第一列的熱態(tài)沖洗，就地檢查該列有無冰凍處，檢查該列所有的六個(gè)凝結(jié)水溫度均達(dá)到60℃。在真空度允許的情況下，快速增加空冷島的蒸汽進(jìn)汽量，使之超過空冷島防凍的最小進(jìn)汽量（約為75t／h，依據(jù)環(huán)境溫度不同而不同）。依據(jù)該列的凝結(jié)水溫度提升風(fēng)機(jī)的頻率，在保持真空度的同時(shí)，維持該列風(fēng)機(jī)較大頻率的運(yùn)行。該列沖洗2h后，對(duì)沖洗水進(jìn)行取樣和化驗(yàn)，如不合格則繼續(xù)沖洗，直至沖洗水的水質(zhì)化驗(yàn)合格。

至2013年01月09日，對(duì)空冷島所有列的熱態(tài)沖洗均已結(jié)束，對(duì)沖洗水進(jìn)行化驗(yàn)均合格，沖洗后的效果，如表1所示。

表1 空冷島熱態(tài)沖洗后的效果

5 結(jié) 語

由于沖洗前采取的防凍措施到位，在沖洗過程中，嚴(yán)格控制了各項(xiàng)沖洗參數(shù)，該機(jī)組空冷島的熱態(tài)沖洗過程很順利，沒有出現(xiàn)凝結(jié)水過冷和冰凍情況，證明所采取的防凍措施很有效果。這種操作方式，對(duì)其他空冷機(jī)組的沖洗調(diào)試具有一定的借鑒意義。