高寒地區(qū)直接空冷系統(tǒng)啟動(dòng)探討

曾 琦，李 鵬，何武強(qiáng)，呂海賓

（新疆新特能源股份公司自備電廠，烏魯木齊 830011）

高寒地區(qū)直接空冷系統(tǒng)啟動(dòng)探討

曾 琦，李 鵬，何武強(qiáng)，呂海賓

（新疆新特能源股份公司自備電廠，烏魯木齊 830011）

因?yàn)橹苯涌绽湎到y(tǒng)的空冷凝汽器直接布置在環(huán)境大氣中，本身的性能和安全受外界環(huán)境因素的影響比較大，尤其在寒冷的冬季容易發(fā)生凍結(jié)，導(dǎo)致空冷凝汽器損壞，甚至導(dǎo)致空冷機(jī)組停運(yùn)。所以防凍問題是空冷機(jī)組最重要的問題，特別在我國北方嚴(yán)寒地區(qū)，空冷凝汽器凍結(jié)是常見現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本次內(nèi)容結(jié)合新特能源股份有限公司2x350MW機(jī)組直接空冷機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)高寒地區(qū)直接空冷機(jī)組的啟動(dòng)提出了一些建議，供同仁參考。

空冷凝汽器；啟動(dòng)；順流；逆流；真空

1 直接空冷的原理

直接空冷即汽輪機(jī)作完功的乏汽排至翅片管式空冷散熱器中，若干個(gè)空冷風(fēng)機(jī)群不斷鼓風(fēng)并橫向掠過空氣冷卻熱交換器，使乏汽凝結(jié)。由于冷卻介質(zhì)空氣比熱小，密度小，所以散熱器體積龐大。由于空冷裝置（空冷島）布置在廠外，在冬季啟動(dòng)時(shí)或運(yùn)行中有可能由于蒸汽量過小，管內(nèi)聚集空氣等使管束結(jié)凍損壞。

2 設(shè)備規(guī)范

新特能源股份有限公司2x350MW機(jī)組汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)，型號(hào)為：CZK350/326-24.2/1.3-566/566的直接空冷凝汽式汽輪機(jī)（全電調(diào)），空冷凝汽器采用報(bào)警首航公司（斯必克冷卻技術(shù)SPX）生產(chǎn)的三排管（管束布滿翅片）空冷凝汽器，冷卻換熱面積573638平方米，空冷島東西向共有6列分布，每一列從北往南有四個(gè)單元（對(duì)應(yīng)四臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)），其中第二個(gè)單元為逆流單元（抽真空單元）。

新特能源股份有限公司2x350MW機(jī)組汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)，型號(hào)為：CZK350/326-24.2/1.3-566/566的直接空冷凝汽式汽輪機(jī)（全電調(diào)），空冷凝汽器采用報(bào)警首航公司（斯必克冷卻技術(shù)SPX）生產(chǎn)的三排管（管束布滿翅片）空冷凝汽器，冷卻換熱面積573638平方米，空冷島東西向共有6列分布，每一列從北往南有四個(gè)單元（對(duì)應(yīng)四臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)），其中第二個(gè)單元為逆流單元（抽真空單元）。

3 冬季安全啟動(dòng)的方法

3.1 進(jìn)行疏水改造

針對(duì)空冷島冬季啟動(dòng)由于外界環(huán)境溫度極低，在鍋爐蒸發(fā)量未達(dá)到空冷凝汽器所要求的最低熱負(fù)荷前，避免主再熱蒸汽高低旁管道疏水進(jìn)入空冷凝汽器的特點(diǎn)，采取主再熱蒸汽管道疏水增加一路排入鍋爐啟動(dòng)疏水?dāng)U容器的技術(shù)方案。鍋爐點(diǎn)火初期，將疏水排至啟動(dòng)擴(kuò)容器。

3.2 對(duì)各凝結(jié)水集水箱進(jìn)行改造

加裝放水門在空冷島長期停運(yùn)時(shí)打開放水門，防止空冷島凝結(jié)水集水箱凍結(jié)。

3.3 冬季啟動(dòng)過程中應(yīng)設(shè)專人檢查

冬季啟動(dòng)過程中應(yīng)設(shè)專人對(duì)空冷島各列散熱器凝結(jié)水下聯(lián)箱及散熱器管束表面各部（順流凝汽器加強(qiáng)中下部測(cè)溫、逆流凝汽器加強(qiáng)中上部測(cè)溫）和散熱器翅片管各邊角處表面各部進(jìn)行就地溫度實(shí)測(cè)，有異常時(shí)應(yīng)增加檢查和測(cè)量次數(shù)。

3.4 機(jī)組啟動(dòng)抽真空前各閥門的狀態(tài)

機(jī)組啟動(dòng)抽真空前，保持真空破壞門在開啟狀態(tài)，關(guān)閉主再熱蒸汽氣管道至排汽裝置的全部疏水門，開啟汽輪機(jī)主再熱蒸汽管道疏水到啟動(dòng)擴(kuò)閥門。

3.5 鍋爐點(diǎn)火后注意事項(xiàng)

鍋爐點(diǎn)火后，高低旁保持關(guān)閉狀態(tài)，控制爐膛出口煙溫不超過538℃，升溫升壓至0.8-1.0MPa（此過程應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視汽缸溫度、溫差，如有異常及時(shí)采取措施），然后啟動(dòng)3臺(tái)真空泵抽真空（不投軸封供汽），當(dāng)背壓達(dá)30kPa以下時(shí)，關(guān)閉空冷島各列散熱器進(jìn)汽蝶閥及抽真空電動(dòng)門，各列凝結(jié)水回水閥保持開啟狀態(tài)，開啟主、再熱蒸汽疏水到啟動(dòng)擴(kuò)容器的閥門。

3.6 機(jī)組啟動(dòng)過程中注意事項(xiàng)

主汽壓力達(dá)0.8MPa時(shí)，可適當(dāng)開啟高旁閥，再熱器暖管后逐漸開大高旁閥，當(dāng)再熱器壓力達(dá)1.5-2.0MPa時(shí)，主汽壓力達(dá)2.5-3MPa時(shí)，開啟低壓旁路，開大高壓旁路向空冷島供汽，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使空冷島進(jìn)汽量達(dá)到規(guī)定的最小進(jìn)汽量以上（在5分鐘之內(nèi)將低旁開度逐漸增加至50%，再過10分鐘將開度開至80%，注意背壓不得高于40kPa）。

3.7 機(jī)組啟動(dòng)過程中空冷島進(jìn)汽溫度的控制

開啟低旁前30分鐘投入軸封供汽，待真空有明顯增加時(shí)方可投入低壓旁路，低旁開啟后，在保證空冷島進(jìn)汽溫度小于121℃情況下，盡量提高空冷島進(jìn)汽溫度，并注意監(jiān)視排大氣安全門不動(dòng)作。

3.8 機(jī)組啟動(dòng)過程中空冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)注意事項(xiàng)

當(dāng)?shù)?、2列空冷凝汽器管束下聯(lián)箱中凝結(jié)水的溫度（平均值）高于35度后風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行，首先開啟第2、4單元逆流風(fēng)機(jī)，在20-35rpm之間運(yùn)行，將機(jī)組背壓設(shè)定在25kPa，隨著蒸汽負(fù)載的增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到35rpm時(shí)，滿足不了排熱量的要求即實(shí)際排出蒸汽壓力高于設(shè)定值，依次增加風(fēng)機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)。

3.9 機(jī)組啟動(dòng)方式的選擇及注意事項(xiàng)

蒸汽參數(shù)接近沖轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)，調(diào)整高低旁開度，使各參數(shù)達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)要求，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，汽輪機(jī)開始沖轉(zhuǎn)（沖轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)保持低旁開度在30%以上，以增加空冷島進(jìn)汽量），采用高中壓缸啟動(dòng)方式。

3.10 機(jī)組啟動(dòng)后空冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)注意事項(xiàng)

機(jī)組啟動(dòng)后根據(jù)背壓及各列凝結(jié)水管溫度逐列投入空冷散熱器，投入次序?yàn)?-4-5-6列（盡量最后投機(jī)組迎風(fēng)面空冷凝汽器列）。

4 結(jié)論

在冬季特別注意冬季啟動(dòng)特點(diǎn)，在再熱器壓力無法滿足最小空冷島進(jìn)汽量的情況下，凝汽器中嚴(yán)禁進(jìn)入一切熱水、熱汽。通過疏水的改造，將這些啟動(dòng)中的疏水引入鍋爐的啟動(dòng)擴(kuò)容器中。機(jī)組啟動(dòng)要充分利用再熱器的干燒能力，采用多種手段盡快使得高低旁路起溫起壓。要控制好機(jī)組啟動(dòng)過程中空冷凝汽器的進(jìn)汽時(shí)間和進(jìn)汽量，保證空冷島進(jìn)汽一次開機(jī)成功，不會(huì)發(fā)生結(jié)凍情況。

［1］邱利霞等.直接空冷汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)［J］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］溫高等.發(fā)電廠空冷技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］許鐵.空冷島溫度場(chǎng)的構(gòu)建及防凍優(yōu)化調(diào)整［D］.華北電力大學(xué)，2014.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.198