南方火力發(fā)電廠防寒防凍措施

韓峰

（浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州 310003）

南方火力發(fā)電廠防寒防凍措施

韓峰

（浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州 310003）

根據(jù)南方火力發(fā)電廠的特點(diǎn)，總結(jié)介紹了南方電廠在防寒防凍方面的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)闡述了南方電廠防寒防凍應(yīng)急措施及后續(xù)的改造措施。

防寒防凍；電伴熱；蒸汽伴熱

0 引言

2016年1 月下旬全國(guó)各地迎來(lái)35年來(lái)同期最強(qiáng)冷空氣，受強(qiáng)冷空氣和寒潮影響，多地區(qū)均出現(xiàn)不同程度雨夾雪及大風(fēng)天氣，電力系統(tǒng)作為最主要的生活保障部門更是嚴(yán)陣以待，火力發(fā)電廠作為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)主要的發(fā)電企業(yè)更是無(wú)比重視此次防寒防凍工作。

電廠熱工儀表管路多為?14mm，?16mm等電廠內(nèi)最細(xì)的管路。不同于較粗的主管道，主管道內(nèi)介質(zhì)多為流動(dòng)的，介質(zhì)溫度比較高。儀表管路內(nèi)部介質(zhì)多為水，正常情況下溫度較低。作為儀表的傳壓管路內(nèi)部介質(zhì)基本為不流通的狀態(tài)，這一特性也決定了在嚴(yán)寒天氣到來(lái)時(shí)，熱工儀表管路容易發(fā)生凍結(jié)情況，造成電廠內(nèi)部分信號(hào)測(cè)量失準(zhǔn)或者錯(cuò)誤。熱工測(cè)量參數(shù)的失準(zhǔn)對(duì)于現(xiàn)代智能化的電廠極其不利于安全穩(wěn)定運(yùn)行，部分重要信號(hào)的失去或者誤動(dòng)作可能造成電廠無(wú)法估量的損失。所以電廠熱工儀表管路在冬季如何防寒防凍應(yīng)該引起足夠的重視，熱工儀表管路伴熱保溫作為最重要的防寒防凍措施是非常必要的。

1 南、北電廠設(shè)計(jì)情況比對(duì)

北方電廠在設(shè)計(jì)整套生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，考慮的環(huán)境溫度非常低：年平均最低氣溫、極端最低氣溫一般應(yīng)在-40～-30℃，鍋爐、汽機(jī)房多為全封閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)部如北方的居民用房一樣都設(shè)有保暖設(shè)備或者暖氣加熱設(shè)備，整個(gè)冬季從11月至次年的3月，都有正常的供暖。對(duì)于北方電廠來(lái)說，從設(shè)計(jì)之初到整個(gè)生產(chǎn)期間，年年都存在著防寒防凍問題，長(zhǎng)年累月電廠積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)由于設(shè)備最初的設(shè)計(jì)考慮到防凍問題，所以對(duì)于北方電廠來(lái)說，突然的降溫并不會(huì)帶來(lái)很大的影響。

南方電廠所處位置冬季環(huán)境氣溫多在0℃以上，在設(shè)計(jì)整套生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，考慮的環(huán)境溫度較低：年平均最低氣溫、極端最低氣溫一般應(yīng)在-10℃左右。南方一般很少發(fā)生零下極低溫情況，所以電廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)并不會(huì)按照溫度特別低的情況設(shè)計(jì)保溫伴熱系統(tǒng)。南方電廠內(nèi)鍋爐房多采用露天布置，主管路、爐膛管壁、煙道等保溫隔熱處理，防止熱量過多損失。對(duì)于這些主設(shè)備管路，由于管徑較粗，內(nèi)部介質(zhì)在流動(dòng)，良好的保溫隔熱措施，強(qiáng)冷空氣和寒潮也不會(huì)對(duì)主設(shè)備有過于嚴(yán)重的影響，但儀表管路卻截然相反。部分熱工儀表管路雖然設(shè)計(jì)有保溫、伴熱等防寒防凍措施，但由于設(shè)計(jì)的防護(hù)溫度在零下10℃左右，當(dāng)寒潮來(lái)臨時(shí)嚴(yán)重超過了設(shè)計(jì)溫度。例如：在2016年寒潮來(lái)臨時(shí)，浙江省天氣預(yù)報(bào)溫度最低達(dá)到-9℃，雖在設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)，但實(shí)際浙江省沿海部分電廠鍋爐頂層由于所處位置較高、風(fēng)力等因素影響，氣溫已達(dá)到-20℃左右，超過了設(shè)計(jì)情況。對(duì)于此種特殊寒潮天氣，雖然持續(xù)的時(shí)間較短，但是對(duì)于電廠來(lái)說影響卻很大，如應(yīng)對(duì)不急，很可能造成設(shè)備損壞、機(jī)組停運(yùn)等事故。南方雖說多年來(lái)呈現(xiàn)溫度上升趨勢(shì)，但是處于位置較高或者迎風(fēng)面的設(shè)備，仍面臨著冬季部分區(qū)域氣溫過低的影響，對(duì)此部分區(qū)域設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)對(duì)極低溫情況，提高防寒防凍措施等級(jí)。對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)或改造抗寒措施時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)當(dāng)比當(dāng)?shù)貥O端最低氣溫低10℃以上。

2 南方電廠常見問題

（1）儀表管路未安裝有保溫伴熱裝置。此問題常出現(xiàn)在外圍、脫硫、脫硝設(shè)備區(qū)域，或者改造后的設(shè)備區(qū)域。

（2）安裝有保溫保護(hù)箱、伴熱帶等，但由于施工不合格造成儀表管路凍結(jié)。此種情況多是由于就地保溫不完全、未按照伴熱廠家規(guī)范執(zhí)行等造成。例如儀表管路穿過格柵板等位置時(shí)未進(jìn)行保溫或者儀表管路拐彎、一次閥等處未完全保溫。

（3）安裝有保溫保護(hù)箱、伴熱帶，但伴熱設(shè)備損壞或者伴熱效果不好。南方電廠伴熱效果不好多是由于設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到實(shí)際溫度情況過低。

（4）在低溫情況下，測(cè)量?jī)x表、閥門等設(shè)備出現(xiàn)異常：壓力變送器由于內(nèi)充液為普通硅油而出現(xiàn)測(cè)量失準(zhǔn)或者損壞情況，針型閥由于材料問題出現(xiàn)凍裂情況等。

3 防寒防凍應(yīng)急措施

對(duì)于停運(yùn)的機(jī)組或設(shè)備，應(yīng)疏水排空所有測(cè)量?jī)x表的管道。測(cè)量?jī)x表管路內(nèi)部不流通，同時(shí)停運(yùn)的機(jī)組或者設(shè)備，相關(guān)儀表不需要監(jiān)測(cè)時(shí)可采取臨時(shí)排空管路，防止管路結(jié)凍。針對(duì)寒潮來(lái)臨時(shí)，部分保溫柜內(nèi)溫度過低的情況，可視情況加裝伴熱貼片或者鈉燈、碘鎢燈等電加熱設(shè)備以保證保溫柜溫度正常。

作為一種有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素較為豐富的材料，農(nóng)作物秸稈一直是土壤中養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)的來(lái)源之一。在試驗(yàn)過程中，秸稈覆蓋還田一年之后，土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮以及全磷等營(yíng)養(yǎng)成分都有著不同程度的增加。在此基礎(chǔ)上，秸稈覆蓋還可以更好的提升土壤中酶的活性，使土壤中有理的微生物數(shù)量增加，為作物提供更加優(yōu)質(zhì)的生長(zhǎng)條件。

南方電廠很多壓力表管路并未設(shè)計(jì)有伴熱保溫措施，在極端天氣時(shí)可關(guān)閉一次閥，臨時(shí)拆除壓力表，疏水放空儀表管路。部分重要的測(cè)點(diǎn)，由于處于迎風(fēng)面造成管路溫度過低，為了防止管路結(jié)凍，可臨時(shí)采用腳手架的結(jié)構(gòu)，用塑料皮搭設(shè)一個(gè)沿著儀表管路的狹長(zhǎng)的防風(fēng)保溫房，起到擋風(fēng)和保暖的作用。針對(duì)外圍或者非重要測(cè)點(diǎn)的低溫低壓儀表管路，在溫度不是非常低或者非迎風(fēng)面的情況下，可考慮微開排污閥進(jìn)行防凍，以慢滴為好。

在進(jìn)行搶修的過程中，可臨時(shí)在凍結(jié)的管路上密集纏繞伴熱電纜、電熱毯等進(jìn)行臨時(shí)加熱，對(duì)于儀表管路快速解凍非常有效。

強(qiáng)制撤出相關(guān)測(cè)量信號(hào)，或者關(guān)閉氣源或者電源，防止閥門或者信號(hào)誤動(dòng)。例如爐頂電磁泄壓閥很多都是就地安裝帶有壓力測(cè)點(diǎn)的控制裝置，壓力測(cè)點(diǎn)如未進(jìn)行保溫伴熱，在寒潮來(lái)臨時(shí)很容易造成儀表管路凍結(jié)，引起電磁泄壓閥誤動(dòng)，可采用臨時(shí)關(guān)閉電磁泄壓閥氣源等措施避免閥門誤動(dòng)。

4 防寒防凍改造措施

可針對(duì)電廠各個(gè)區(qū)域的不同特點(diǎn)確定伴熱和保溫方式或者采取其他保溫措施。

例如氨區(qū)區(qū)域，建議采取熱水伴熱，或者改造成房子但應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)、采暖以解決溫度低的問題；測(cè)點(diǎn)管路迎風(fēng)面可搭設(shè)固定的遮擋防風(fēng)設(shè)施；汽機(jī)房?jī)?nèi)靠近門口、格柵、窗戶附近等測(cè)點(diǎn)管路應(yīng)加裝保溫裝置，同時(shí)冬天應(yīng)確保汽機(jī)房?jī)?nèi)封閉情況良好；溫度較高的主管道附近可采用自伴熱方式，縮短引壓管，保溫柜就近布置。

伴熱方式的選擇：保溫伴熱按照熱源的形式不同分為熱水伴熱、蒸汽伴熱、電伴熱，最近也有文獻(xiàn)提出自伴熱方式。由于熱水伴熱和蒸汽伴熱散熱量不易控制，溫度不易控制，利用效率處于較低水平。電廠中需要伴熱的管道多為儀表管線，線路復(fù)雜且儀表管線很長(zhǎng)，蒸汽、熱水伴熱管道經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，每年冬季電廠都不得不在保溫、維護(hù)管線上花費(fèi)大量的人力、物力來(lái)確保蒸汽、熱水伴熱裝置、管線的正常運(yùn)行。采用電伴熱雖然一次性投資較高，但運(yùn)行費(fèi)用卻有較大降低，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著［1］。對(duì)于南方電廠來(lái)說，每年氣溫零下的天數(shù)雖然相對(duì)較少，但是采用電伴熱方式相對(duì)于蒸汽、熱水伴熱啟停更為快捷方便，維護(hù)量較小，施工簡(jiǎn)便，所以南方電廠應(yīng)選擇電伴熱方式為主，對(duì)于需要防爆的區(qū)域等應(yīng)使用熱水、蒸汽伴熱方式或者采用防爆型電伴熱帶。

電廠對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表管路伴熱溫度控制精度要求不高，控制溫度的數(shù)值一般也比較低，建議采用自限溫電伴熱帶；重要的測(cè)點(diǎn)例如主給水流量、主蒸汽壓力、減溫水流量等建議采用抗高溫型電伴熱帶。

為了保證冷凝罐液位正常，設(shè)置了部分液位測(cè)點(diǎn)，但冷凝罐處無(wú)保溫，伴熱管線應(yīng)正常敷設(shè)，在進(jìn)入冬季時(shí)可搭設(shè)防風(fēng)、防護(hù)設(shè)施。

例如：鍋爐汽包液位、壓力等重要測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝有防護(hù)小室，保溫防護(hù)小室應(yīng)將測(cè)量筒、冷凝罐、排污閥、變送器保溫保護(hù)柜等包括在內(nèi)。

儀用空氣系統(tǒng)應(yīng)安排定期排水，及時(shí)排除空壓機(jī)出口母管、儀用儲(chǔ)氣罐、儀用氣管道中的積水，冬天加強(qiáng)過濾減壓閥日常巡檢、排污。容易結(jié)凍的儀用空氣管路也可加裝電伴熱。

防寒防凍熱工儀表設(shè)備的改造選型原則：在嚴(yán)寒地域室外一般以非需伴熱儀表為優(yōu)先選用原則，在設(shè)計(jì)中通過選擇合適的儀表型式，盡量減少伴熱，節(jié)約能源，降低能耗［2］。

（1）壓力變送器盡量應(yīng)選用低溫型變送器。

（2）在寒冷地區(qū)流量檢測(cè)應(yīng)盡量選用非介質(zhì)引出型的，如電磁、質(zhì)量、渦街、超聲波等類型［2］。

（3）液位變送器可選擇投入式、超聲波等液位計(jì)，避免差壓式液位計(jì)裝在槽罐外受冰凍影響。

（4）基地式的氣動(dòng)門的壓力測(cè)量管路如無(wú)伴熱裝置，應(yīng)改為定位器或者電動(dòng)門等進(jìn)行控制，防止由于儀表管路受凍后可能導(dǎo)致氣動(dòng)門誤動(dòng)情況發(fā)生。

（5）控制閥門的材質(zhì)不宜選用鑄鐵，其配套的電磁閥等附件也要選擇低溫型的［2］。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)比南方電廠和北方電廠的區(qū)別，闡述了南方電廠在基建設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域提高抗寒防凍的溫度等級(jí)，同時(shí)總結(jié)了南方電廠防寒防凍應(yīng)急措施及后續(xù)的改造措施。

［1］江山，沙亦強(qiáng).火電廠蒸汽伴熱與電伴熱方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較［J］.中國(guó)電力，2001，34（8）：7-9.

［2］劉歡.寒冷地區(qū)儀表設(shè)計(jì)［J］.廣州化工，2014（17）：165-167.

（本文責(zé)編：齊琳）

TM 621

B

1674-1951（2016）11-0048-02

韓峰（1981—），男，吉林吉林人，工程師，從事電廠熱工技術(shù)管理方面的工作（E-mail：hanfeng＠landideal.com）。

2016-07-04；

2016-09-10