提高間冷塔熱工測(cè)點(diǎn)的可靠性

何婭妮

（國(guó)能寧夏鴛鴦湖第一發(fā)電有限公司，寧夏 銀川 750410）

0 引 言

發(fā)電廠的間接空冷塔是一個(gè)高效節(jié)水的冷卻設(shè)備，并且廣泛應(yīng)用于富煤貧水地區(qū)[1]。間接空冷系統(tǒng)具有較強(qiáng)的輸出響應(yīng)延遲能力，能夠在大風(fēng)等突發(fā)氣候環(huán)境中安全使用，越來(lái)越多地應(yīng)用在了大風(fēng)高溫地區(qū)的發(fā)電廠中，未來(lái)也會(huì)成為高安全性要求的空冷核電機(jī)組的首選[2]。作為間接空冷系統(tǒng)中的重要部件，蘊(yùn)含著巨大的節(jié)能潛力，其熱力性能的優(yōu)劣直接影響冷卻水溫度，進(jìn)而影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[3]。間接空冷塔通過(guò)空氣與循環(huán)冷卻水換熱后使其溫度降低，達(dá)到循環(huán)利用的目的[4]。某電廠二期2×1 100 MW機(jī)組采用散熱器垂直布置的自然通風(fēng)間接空冷系統(tǒng)，1機(jī)1塔，單塔布置194個(gè)冷卻三角，分12個(gè)扇段布置。循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器的水側(cè)進(jìn)行換熱，換熱后的循環(huán)水由循環(huán)水泵送至間冷塔，通過(guò)空冷散熱器的冷卻三角與空氣進(jìn)行表面換熱，循環(huán)水被空氣冷卻后再返回凝汽器冷卻汽輪機(jī)排汽，構(gòu)成了閉式循環(huán)[5]。

間冷塔的運(yùn)行段數(shù)、百葉窗開度與環(huán)境氣溫、汽輪機(jī)排汽背壓、循環(huán)水回水溫度聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，以求達(dá)到機(jī)組凈出力最大。

隨著我國(guó)火力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量及智能化水平的不斷提高，熱控系統(tǒng)的作用也越來(lái)越重要，熱控測(cè)點(diǎn)作為日常監(jiān)視和聯(lián)鎖保護(hù)的重要依據(jù)，其可靠性嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中間接空冷塔主要熱控測(cè)點(diǎn)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中存在的突出問(wèn)題展開分析，提出了切實(shí)可行的解決方案。

1 間冷塔主要熱控測(cè)點(diǎn)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決方案

1.1 出塔循環(huán)水溫度

1.1.1 實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題及影響

一方面，出塔循環(huán)水母管溫度元件、壓力測(cè)量取樣口集中布置在間冷塔外出塔循環(huán)水母管管道坑內(nèi)，空間狹小，距離地面約2 m處，屬于受限空間，本身不利于檢修作業(yè)，加上管道接頭焊縫滲水，使得坑內(nèi)時(shí)常積水，測(cè)溫元件因長(zhǎng)時(shí)間被水浸泡而引起測(cè)量不準(zhǔn)、甚至損壞。

2020年5月至2020年9月，同類缺陷發(fā)生5次，皆因管道坑積水導(dǎo)致測(cè)溫元件接線箱進(jìn)水，接線盒內(nèi)信號(hào)電纜短路。每次檢修需先清理管道坑內(nèi)積水，再清理接線盒及內(nèi)部接線端子、電纜等零部件，然而積水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，出塔溫度元件測(cè)量不準(zhǔn)也伴隨而來(lái)，每次消缺難度大且得不到根治，給班組消缺工作帶來(lái)很大困難。

另一方面，出塔循環(huán)水溫度是間冷塔的主要控制參數(shù)，間冷系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行和關(guān)閉通過(guò)間冷控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。通過(guò)循環(huán)水回水母管溫度的設(shè)定來(lái)控制流過(guò)百葉窗冷卻三角的冷空氣的流量，冷空氣流量的改變通過(guò)調(diào)節(jié)百葉窗開度來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可以通過(guò)增加循環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)提高系統(tǒng)流速，從而達(dá)到控制主循環(huán)水回水母管溫度的目的。

系統(tǒng)中設(shè)有出塔循環(huán)水溫度測(cè)點(diǎn)3個(gè)，分別為出塔循環(huán)水母管溫度1、出塔循環(huán)水母管溫度2、出塔循環(huán)水母管溫度3，通常情況下取這3個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的中間值作為循環(huán)水主回水管溫度，而主回水溫度低抑制百葉窗，同時(shí)作為主回水管溫度調(diào)節(jié)抑制條件，具體邏輯關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1 循環(huán)水主回水溫度控制邏輯關(guān)系圖

1.1.2 主要思路與措施

基建時(shí)所選熱電阻型號(hào)為WZPK2-336。此熱電阻為帶端子箱的鎧裝熱電阻，需從端子箱引線至就地接線箱，再轉(zhuǎn)接至相應(yīng)的分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）機(jī)柜。

由于上述客觀原因的存在，為避免熱電阻端子箱進(jìn)水，考慮重新選型更換溫度元件，將帶端子箱的鎧裝熱電阻更換為帶引線的防水鎧裝熱電阻。更換后的型號(hào)為WZPK2-396，此熱電阻為帶引線的防水鎧裝熱電阻，省去中間接線環(huán)節(jié)，避免因端子箱浸水而導(dǎo)致的測(cè)量誤差或熱電阻短路，從而影響溫度測(cè)點(diǎn)的測(cè)量準(zhǔn)確性。改造前、后出塔循環(huán)水溫度如圖2、圖3所示。

圖2 改造前出塔循環(huán)水溫度

圖3 改造后出塔循環(huán)水溫度

1.2 間冷塔地下儲(chǔ)水箱液位

1.2.1 測(cè)量中存在的問(wèn)題及影響

間冷塔地下儲(chǔ)水箱安裝有3臺(tái)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，因地下儲(chǔ)水箱深埋于地基以下，液位計(jì)二次表安裝在儲(chǔ)水箱頂部，位置低于地基平面約1.5 m，通常在間冷設(shè)備停運(yùn)或扇區(qū)泄水時(shí)，間冷各扇段泄水至地下水箱，水箱液位相對(duì)較高，地下儲(chǔ)水箱內(nèi)存水自液位計(jì)安裝法蘭處向外溢出，導(dǎo)致液位計(jì)二次表浸泡在水中，從而液位計(jì)內(nèi)部總線板、電源板損壞，液位顯示壞點(diǎn)失去監(jiān)視。

另外，由于地下儲(chǔ)水箱液位計(jì)采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式，總線系統(tǒng)要求1個(gè)網(wǎng)段中所有的接線都要完好才能保證整個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的通信可靠，1處接線問(wèn)題可能會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)段。因此當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，地下儲(chǔ)水箱液位計(jì)所在網(wǎng)段總線設(shè)備線路故障報(bào)警，波及范圍較大。

1.2.2 主要思路與措施

基于以上問(wèn)題對(duì)地下儲(chǔ)水箱液位計(jì)重新進(jìn)行設(shè)備選型，根據(jù)實(shí)際需要將液位計(jì)測(cè)量桿加長(zhǎng)，使得液位計(jì)二次表遠(yuǎn)高于地下儲(chǔ)水箱表面位置，避免二次表進(jìn)水短路風(fēng)險(xiǎn)。定制符合現(xiàn)場(chǎng)要求的液位計(jì)并重新安裝后，逐個(gè)接線進(jìn)行調(diào)試，液位計(jì)總線通信正常，所在網(wǎng)段總線設(shè)備線路故障報(bào)警消除，液位計(jì)DCS顯示準(zhǔn)確無(wú)誤。此次改造從根本上杜絕了液位計(jì)二次表進(jìn)水損壞的風(fēng)險(xiǎn)。改造前、后照片如圖4、5所示。

圖4 改造前地下儲(chǔ)水箱液位

圖5 改造后地下儲(chǔ)水箱液位

1.3 扇段冷卻三角壁溫

1.3.1 測(cè)量中存在的問(wèn)題

單臺(tái)機(jī)組間冷塔有12個(gè)扇段，每個(gè)扇段安裝6個(gè)冷卻三角壁溫?zé)犭娮?，共?jì)72個(gè)。

（1）夏季炎熱天氣間冷塔百葉窗需全部打開換熱，當(dāng)雨水天氣到來(lái)時(shí)，冷卻三角壁溫?zé)犭娮杞泳€盒容易被雨水淋濕，導(dǎo)致熱電阻接線盒進(jìn)水，引起元件短路，造成測(cè)量誤差，甚至元件損壞，嚴(yán)重影響監(jiān)視，如圖6所示。

圖6 冷卻三角壁溫接線盒進(jìn)水

（2）每個(gè)扇段設(shè)計(jì)有6個(gè)三角壁溫測(cè)點(diǎn)，分別安裝在不同冷卻三角，當(dāng)某個(gè)冷卻三角被隔離后，其溫度顯示為環(huán)境溫度，存在與其他溫度測(cè)點(diǎn)偏差大的問(wèn)題，尤其在冬季工況，由于三角壁溫參與扇區(qū)二、三級(jí)防凍保護(hù)，容易引起保護(hù)誤動(dòng)。

（3）西北地區(qū)大風(fēng)天氣較多，由于間冷塔體積龐大，周邊區(qū)域的建筑物對(duì)間冷塔的運(yùn)行也有很大的影響，從而各扇段勢(shì)必會(huì)有迎風(fēng)面、背風(fēng)面，造成同一扇區(qū)不同冷卻三角壁溫偏差大或者不同扇區(qū)之間冷卻三角壁溫差距較大，容易造成監(jiān)盤誤區(qū)。

（4）熱電阻安裝過(guò)程中插深不夠造成測(cè)量偏差。

（5）接線端子老化、腐蝕，接線松動(dòng)、虛接。

1.3.2 主要思路與措施

（1）將各扇段冷卻三角壁溫?zé)犭娮杞泳€盒整體調(diào)整至背雨面，且適當(dāng)做防護(hù)處理，防止雨水天氣接線盒進(jìn)水，壁溫測(cè)點(diǎn)大面積壞點(diǎn)影響監(jiān)視。

（2）各專業(yè)做好溝通，若某個(gè)冷卻三角被隔離且剛好安裝壁溫測(cè)點(diǎn)，及時(shí)聯(lián)系相關(guān)專業(yè)將所在冷卻三角壁溫測(cè)點(diǎn)強(qiáng)制，防止保護(hù)誤動(dòng)。

（3）實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，因迎風(fēng)面、背風(fēng)面原因造成三角壁溫偏差大的缺陷曾多次發(fā)生，但檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)測(cè)溫元件本身并無(wú)異常，實(shí)際溫度存在差異。針對(duì)此類問(wèn)題，運(yùn)行監(jiān)盤人員應(yīng)熟悉設(shè)備環(huán)境特點(diǎn)，在一定條件下調(diào)節(jié)百葉窗，提高間冷塔的散熱能力是方便、靈活而且有效的手段。

（4）溫度元件安裝時(shí)浸入深度應(yīng)符合要求，避免因浸入深度不夠而造成的測(cè)量誤差。

（5）規(guī)范溫度元件的接線，避免虛接；對(duì)于老化、腐蝕的接線端子利用機(jī)組調(diào)停檢修機(jī)會(huì)定期排查更換。

2 結(jié) 論

間接空冷塔是一個(gè)高效節(jié)水的冷卻設(shè)備，作為主機(jī)循環(huán)水的冷卻設(shè)備，其相關(guān)測(cè)點(diǎn)的正常監(jiān)視顯的尤為重要。此次針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)突出問(wèn)題做了相應(yīng)的原因分析并進(jìn)行了改造處理，充分降低了間冷塔熱控設(shè)備的故障發(fā)生率，減少了維護(hù)成本，同時(shí)也提高了間冷塔系統(tǒng)熱工測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確性和可靠性，保證了循環(huán)水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。