汽動引風(fēng)機(jī)間接冷卻系統(tǒng)的防寒防凍研究

摘要：在冬季機(jī)組正常運(yùn)行時，汽動引風(fēng)機(jī)間接冷卻系統(tǒng)的防寒防凍已成為重要工作。為防止間接冷卻系統(tǒng)凍壞給公司帶來經(jīng)濟(jì)損失，對間接冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究和分析，并總結(jié)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，得出了行之有效的防寒防凍技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：間接冷卻系統(tǒng);防寒防凍;技術(shù)措施

0? ? 引言

隨著國家節(jié)能減排要求的不斷深入落實(shí)，公司已將兩臺電動引風(fēng)機(jī)改為蒸汽驅(qū)動，但由于北方地區(qū)干旱缺水，所以將汽動引風(fēng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計為間接式空冷方式。間接式空冷采用鋁制散熱翅片為散熱元件，而本地區(qū)最低氣溫可達(dá)零下30 ℃，所以低負(fù)荷運(yùn)行將給間冷塔的安全運(yùn)行帶來極大的挑戰(zhàn)。針對該系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們認(rèn)真總結(jié)出了不同運(yùn)行狀態(tài)下的防凍技術(shù)要求，并根據(jù)實(shí)際情況制定了相應(yīng)的技術(shù)措施。

1? ? 間接空冷系統(tǒng)介紹

引風(fēng)機(jī)用小汽機(jī)排汽進(jìn)入表面式凝汽器被循環(huán)水冷凝，受熱后的循環(huán)水進(jìn)入間冷塔冷卻三角內(nèi)與外界空氣進(jìn)行表面換熱，冷卻后的循環(huán)水回到循環(huán)水泵入口，經(jīng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入小汽機(jī)凝汽器繼續(xù)冷凝排汽，受熱后的循環(huán)水再返回間冷塔冷卻三角內(nèi)，形成閉式循環(huán)。

2? ? 原因分析

散熱器凍壞有兩個條件：一是環(huán)境溫度低于0 ℃，二是鋁管內(nèi)的水停止流動或流速較小，接近于停滯。環(huán)境溫度是無法人為控制的，所以解決冬季防凍問題的關(guān)鍵在于防止散熱器鋁管內(nèi)的水流中止。

3? ? 技術(shù)措施

運(yùn)行工況根據(jù)實(shí)際情況可以分為間冷塔正常運(yùn)行中、扇區(qū)充水和扇區(qū)排水三種，根據(jù)不同工況制定了以下技術(shù)措施：

3.1? ? 間冷塔正常運(yùn)行中

（1）冬季巡檢時必須對扇區(qū)排空管手動門至膨脹水箱以及膨脹水箱補(bǔ)水管進(jìn)行測溫檢查，運(yùn)行中扇區(qū)熱水排空管可以過水，扇區(qū)冷水排空管過不了水，很有可能結(jié)冰，發(fā)現(xiàn)異常要及時聯(lián)系維護(hù)人員處理并在機(jī)組長日志、就地測溫表中做好記錄。

（2）冬季每班選擇環(huán)境溫度較低時段對各扇區(qū)使用紅外成像儀檢查一次，判斷是否存在凍結(jié)的管束或溫度明顯偏低的部位。散熱片溫度變化趨勢：扇區(qū)內(nèi)部，散熱面溫度從下向上逐漸降低，從中間向兩邊逐漸降低;扇區(qū)外部，散熱面溫度從上向下逐漸降低，從中間向兩邊逐漸降低。原則上只要扇區(qū)外部散熱面凍不壞，扇區(qū)內(nèi)部散熱片肯定凍不壞，故測溫點(diǎn)選在扇區(qū)外部散熱面最下端。散熱面為雙流程四排管結(jié)構(gòu)，布置為外面冷水側(cè)，里面熱水側(cè)。

（3）每天白班定期執(zhí)行扇區(qū)百葉窗遠(yuǎn)方/就地同步校驗(yàn)工作，如果遇到下雪天氣，增加同步校驗(yàn)次數(shù)，防止百葉窗積雪卡澀。百葉窗同步校驗(yàn)方法如下：

1）解除某扇區(qū)百葉窗控制自動;

2）記錄百葉窗當(dāng)前開度以及扇區(qū)出水溫度;

3）以20%速率逐步關(guān)閉百葉窗，注意調(diào)整扇區(qū)出水溫度，檢查扇區(qū)各百葉窗開度應(yīng)全部為關(guān)閉狀態(tài)，畫面“各百葉窗調(diào)門開度為0%”反饋正常;

4）開啟扇區(qū)百葉窗至原來開度，檢查各百葉窗開度一致;

5）投入百葉窗控制自動;

6）調(diào)整控制設(shè)定值。

（4）發(fā)現(xiàn)百葉窗開度與指令不同步，部分過開或不能關(guān)閉，及時聯(lián)系檢修處理。

（5）大風(fēng)天氣還要對百葉窗是否掛有雜物進(jìn)行檢查，防止雜物卡澀百葉窗。

（6）如果就地測溫發(fā)現(xiàn)扇區(qū)某些管束溫度低或DCS顯示冷卻柱溫度低，應(yīng)將對應(yīng)冷卻三角百葉窗解除自動逐漸關(guān)小或關(guān)閉，溫度正常后再投入自動。

（7）冬季模式下，“溫控自動” “防凍保護(hù)” “自動觸發(fā)” “水平衡投入” “全排位投入”控制塊要確保投入，嚴(yán)禁人為退出。

（8）“風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定”控制塊投入自動，規(guī)定環(huán)境溫度低于-15 ℃時，設(shè)定機(jī)械塔出水溫度38 ℃;環(huán)境溫度-15～0 ℃時，設(shè)定機(jī)械塔出水溫度35 ℃;環(huán)境溫度大于0 ℃時，設(shè)定機(jī)械塔出水溫度32 ℃。

（9）風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，“風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定”控制塊必須保持自動。兩扇區(qū)的“風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定”控制塊自動最少投入一個，否則百葉窗將失去自動調(diào)節(jié)。

（10）扇段出水溫度不能低于16 ℃，否則手動啟動排水程序。

（11）運(yùn)行中遇某扇段出水溫度低需要排水，而又發(fā)生百葉窗卡澀或進(jìn)回水電動門、排水電動門故障時，退出另一扇區(qū)來提高出水溫度。

（12）冬季模式下，將扇區(qū)頂部排氣管手動門開啟，提高膨脹水箱水溫。

（13）地下水箱水位不高于運(yùn)行扇段數(shù)量對應(yīng)水位（兩扇區(qū)投運(yùn)1 050 mm），保證扇段排水順暢。

（14）機(jī)組事故跳機(jī)時，立即停運(yùn)冷卻風(fēng)機(jī)，關(guān)閉百葉窗，扇段排水退出運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)旁路運(yùn)行。

（15）循環(huán)水泵邏輯中沒有壓力低聯(lián)泵保護(hù)，一旦循環(huán)水泵出現(xiàn)故障，出力降低，冷卻三角循環(huán)水流速降低，就會結(jié)冰。目前循環(huán)水泵出口壓力和機(jī)械塔進(jìn)出水壓力都增加了報警。

（16）冬季扇區(qū)運(yùn)行中，應(yīng)密切監(jiān)視百葉窗和冷卻風(fēng)機(jī)自動調(diào)節(jié)和冷卻柱防凍保護(hù)調(diào)節(jié)情況。調(diào)節(jié)上采用冷卻風(fēng)機(jī)精調(diào)，百葉窗粗調(diào)。由于冬季運(yùn)行，機(jī)械塔出水溫度設(shè)定值最低為32 ℃，風(fēng)機(jī)頻率根據(jù)機(jī)械塔出水溫度設(shè)定自動調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)械塔出水溫度小于設(shè)定溫度4 ℃時，優(yōu)先采用轉(zhuǎn)速配置表，百葉窗逐步關(guān)閉，步序?yàn)?00%—80%—60%—40%—20%—0%，水溫仍無法控制才會觸發(fā)防凍保護(hù)。而冷卻柱溫度降至8 ℃時，會觸發(fā)防凍保護(hù)。扇區(qū)的出水溫度測點(diǎn)是扇區(qū)整個散熱面出水混合后的溫度，冷卻柱溫度測點(diǎn)測量的是最端部三角散熱面的溫度，兩個都是局部溫度，不能反映整個扇區(qū)散熱面的溫度，所以冬季運(yùn)行中，扇區(qū)出水溫度最低不應(yīng)低于30 ℃，以免觸發(fā)防凍保護(hù)，自動調(diào)節(jié)不好時，應(yīng)立即手動調(diào)節(jié)。

（17）運(yùn)行中，應(yīng)密切監(jiān)視扇區(qū)機(jī)械塔進(jìn)回水壓力報警，避免發(fā)生扇區(qū)進(jìn)回水電動門誤關(guān)或進(jìn)回水管道放水門誤開、旁路調(diào)門誤開，造成扇區(qū)水流停滯或變慢導(dǎo)致散熱面結(jié)冰損壞。

（18）就地對各散熱面紅外測溫時，發(fā)現(xiàn)散熱面溫度低于8 ℃，應(yīng)立即將對應(yīng)百葉窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉。

（19）極端天氣，兩扇區(qū)百葉窗全關(guān)，出水溫度低于30 ℃，退出一個扇段運(yùn)行。

3.2? ? 扇區(qū)充水

（1）扇區(qū)充水操作盡量安排在白天中午進(jìn)行。

（2）冬季工況下，扇區(qū)的投入應(yīng)在小機(jī)接帶風(fēng)機(jī)后逐步進(jìn)行。扇區(qū)冬季充水溫度必須按照規(guī)定執(zhí)行。環(huán)境溫度低于-15 ℃，熱水進(jìn)水溫度大于50 ℃;環(huán)境溫度低于-10 ℃，熱水進(jìn)水溫度大于45 ℃;環(huán)境溫度低于-6 ℃，熱水進(jìn)水溫度大于40 ℃。

（3）冬季投運(yùn)循環(huán)水系統(tǒng)前，必須開啟扇區(qū)進(jìn)回水電動門后放水門，以免進(jìn)回水電動門不嚴(yán)，扇區(qū)進(jìn)水。

（4）冬季扇區(qū)充水時，必須注意膨脹水箱液位下降速度、冷卻柱溫度、扇區(qū)出水溫度，就地巡檢確認(rèn)供回水電動門確已過水，避免發(fā)生進(jìn)回水電動門門芯脫落，閥門狀態(tài)、機(jī)械指示全開而閥門內(nèi)部沒開的情況，造成扇區(qū)內(nèi)水不流動，扇區(qū)結(jié)冰損壞。

（5）扇段充水時，注意地下水箱液位，避免進(jìn)回水放水電動門門芯脫落，造成地下水箱滿水和扇區(qū)充水時間過長結(jié)冰損壞。

（6）冬季工況下進(jìn)行扇段充水時應(yīng)使用程序操作，但就地必須設(shè)有專人監(jiān)視閥門動作情況。

（7）扇段充水時，必須開啟扇區(qū)頂部8個排氣門，避免自動排氣閥故障，散熱面內(nèi)部積存空氣，造成散熱面結(jié)冰損壞。

3.3? ? 扇區(qū)排水

（1）扇區(qū)排水操作盡量安排在白天中午進(jìn)行。

（2）冬季小機(jī)停運(yùn)時，因小機(jī)解列時間短，循環(huán)水溫度下降較快，發(fā)現(xiàn)間冷塔出水溫度下降較快，而冷卻風(fēng)機(jī)和百葉窗調(diào)節(jié)慢，手動進(jìn)行干預(yù)，先停運(yùn)冷卻風(fēng)機(jī)，再解除百葉窗總操自動，手動調(diào)節(jié)，保持出水溫度不低于30 ℃。

（3）冬季工況下進(jìn)行扇區(qū)充排水操作應(yīng)使用程序操作，但就地必須設(shè)有專人監(jiān)視閥門動作情況。扇區(qū)排水時，監(jiān)視好地下水箱液位，一個扇段排水，地下水箱水位上漲約900 mm;當(dāng)進(jìn)水管放水電動門門芯脫落，地下水箱液位上漲約900×3/4=675 mm;聯(lián)絡(luò)門門芯脫落，地下水箱水位上漲約900×1/2=450 mm;回水管放水電動門門芯脫落，地下水箱水位上漲約900×1/4=225 mm。

（4）扇區(qū)排水發(fā)生故障時，短時間內(nèi)無法消除故障，將該扇區(qū)重新投入。

（5）扇段排水后要再次檢查就地各閥門狀態(tài)，并敲打進(jìn)回水、聯(lián)絡(luò)管，開啟沖洗手動門，確認(rèn)管道有無存水。

4? ? 結(jié)語

通過認(rèn)真執(zhí)行汽動引風(fēng)機(jī)間冷塔防寒防凍的技術(shù)措施，有效避免了間冷系統(tǒng)管道和散熱翅片的凍結(jié)損傷，用事實(shí)證明了該技術(shù)措施具有很強(qiáng)的實(shí)用性。在以后的運(yùn)行過程中，加強(qiáng)對間冷系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，積極主動地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，合理制定間冷系統(tǒng)的控制方式，即可確保間冷塔的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

收稿日期：2019-12-13

作者簡介：楊宏宏（1989—），男，山西呂梁人，助理工程師，研究方向：電廠汽機(jī)控制。