熱控自動化中直接空冷技術(shù)的應(yīng)用及控制

（新疆天富信息科技有限責(zé)任公司，石河子市，832000） 蘆玲玲

直接空冷系統(tǒng)是汽輪機的排汽通過粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器內(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機使空氣流過散熱器的外表面，將排汽冷卻成水，凝結(jié)水再經(jīng)凝結(jié)泵送回汽輪機的回?zé)嵯到y(tǒng)。

1 熱控機組

通過運用DCS 控制系統(tǒng)，將電氣控制系統(tǒng)（ECS）、汽輪機跳閘保護系統(tǒng)（ETS）、燃料器管理系統(tǒng)（FSSS）等控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，進一步實現(xiàn)一體化控制系統(tǒng)。DCS 由控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C 技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活。使用集散控制系統(tǒng)技術(shù)，減少電氣錯誤操作的幾率，并且提高了電氣系統(tǒng)的控制能力。ETS、FSSS 系統(tǒng)則利用DCS 強大的邏輯功能以及冗余的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)程序控制，控制周期為20 毫秒，以保證保護系統(tǒng)動作的快速及優(yōu)先。除軟件控制外，還保留緊急停機、停爐、柴油機啟停、直流潤滑油泵啟停操作按鈕以及DCS系統(tǒng)失電指示燈。

2 直接空冷控制系統(tǒng)

直接空冷系統(tǒng)是通過56個變頻軸流冷風(fēng)機冷卻回收汽輪機的兩個低壓缸排除的熱氣，它包括驅(qū)動級、子功能組級、ACC 設(shè)計功能組級三級控制結(jié)構(gòu)。直接空冷系統(tǒng)是汽輪機的排汽通過粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器內(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機使空氣流過散熱器的外表面，將排汽冷卻成水，凝結(jié)水再經(jīng)凝結(jié)泵送回汽輪機的回?zé)嵯到y(tǒng)?？绽淠魇怯赏獗礤冧\的橢圓管外套矩形鋼翅片的若干管束組成的，這些管束也稱散熱器?？绽淠鞣种髂骱头帜鲀刹糠帧Ｖ髂鞫嘣O(shè)計成汽水順流式，它是空冷凝汽器的主體。分凝汽器一般設(shè)計成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空區(qū)。真空抽氣系統(tǒng)是直接空冷系統(tǒng)的關(guān)鍵。在汽輪機啟動和正常運行時，要使汽輪機低壓缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道及凝結(jié)水箱等設(shè)備內(nèi)部形成真空。通常采用的抽空氣設(shè)備是蒸汽抽氣器。在汽輪機啟動時，投入出力大的一級蒸汽抽氣器，以縮短抽真空的時間，加快啟動速度。在汽輪機正常運行時，采用出力小的二級蒸汽抽氣器，以維持排汽系統(tǒng)的真空?？绽淠魉性团牌艿蓝疾捎秒p層焊接結(jié)構(gòu)，焊接質(zhì)量要求十分嚴格，以保證整個空冷系統(tǒng)的嚴密。直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點是設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，基建投資少，占地少，空氣量調(diào)節(jié)靈活。缺點是運行時粗大的排汽管道密封困難，維持排汽管內(nèi)的真空困難，啟動時抽真空需要的時間長。冬季運行時，管內(nèi)容易結(jié)冰，需要作復(fù)雜的設(shè)計處理。此外，機力通風(fēng)增加了廠用電，形成了噪聲源。直接空冷系統(tǒng)一般配高背壓機組。

3 系統(tǒng)控制時需要注意的問題

直接空冷機組在運行的時候，DEH、BPC、ACC之間有著一定的聯(lián)系，DEH負責(zé)中高壓缸的同時啟動、沖轉(zhuǎn)壓力、熱再壓力以及氣機升降的調(diào)節(jié)等工作。BPC主要工作就是控制高旁路調(diào)節(jié)門啟動，使主汽流量降低、再熱汽流量增加。ACC和BPC之間的調(diào)節(jié)將嚴重影響機組在運行時是否能夠穩(wěn)定的控制背壓的能力，在排氣壓力大于40kpa的時候，系統(tǒng)不允許旁路在工作，在排氣壓力大于15kpa 小于40kpa 的時候，允許旁路工作，但是負荷不能大于10%。在排氣壓力小于15kpa 的時候，系統(tǒng)允許旁路運行的負荷大于10%。冬季運行時，管內(nèi)容易結(jié)冰，這時就需要對空冷系統(tǒng)進行防凍處理，在機組啟動的時候，需要檢查冷凝器，確保是否是真空狀態(tài)，還需要背壓的壓力在40kpa 上下保持穩(wěn)定。如果不能夠?qū)⒁陨瞎ぷ髯龊?，則會導(dǎo)致低壓旁路的保護開關(guān)不能正常工作，進一步影響機組的啟動定速以及空冷系統(tǒng)的防凍工作。

在空冷機組工作的時候，背壓變化的范圍比較大，在背壓不能夠滿足機組所需功率要求的時候，就需要增加或降低功率的方法，確保機組的安全運行。這項工作可以通過DEH的界面進行控制工作，通過控制變頻風(fēng)機工作來實現(xiàn)對機組背壓的控制。當機組正式啟動運行后,機組在投入旁路的同時應(yīng)設(shè)定背壓值為40kPa,在機組進行符合運行后,通過蒸汽流量的折算來確定背壓值。

4 結(jié)束語

本文簡單分析了機組的組成，DCS 將ECS、ETS、FSSS集于一體，實現(xiàn)一體化的控制過程。另外分析了直接空冷控制系統(tǒng)的原理。直接空冷系統(tǒng)是通過56 個變頻軸流冷風(fēng)機冷卻回收汽輪機的兩個低壓缸排除的熱氣，它包括驅(qū)動級、子功能組級、ACC 設(shè)計功能組級三級控制結(jié)構(gòu)。之后分析了在系統(tǒng)控制中遇到的問題及解決方案，使用DEH來調(diào)節(jié)機組背壓，是機組在安全的環(huán)境下正常運行。