丁胜
（国电库车发电有限公司新疆阿克苏842000）
摘要：空冷系统换热器的成本很高，在其能有效降低水耗的同时，对于北方地区冬季的防冻问题已成为较多间冷塔的主要问题，本文就国电库车发电有限公司330MW间接空冷系统冬季运行期间的防冻措施进行了论述。
关键词：间接空冷;防冻;措施
为了进一步节约水资源，传统的湿冷机组已不适应目前火电厂的发展，空冷火电机组以其良好的节水性能成为缺水地区火电厂建设的主流。空冷系统的核心部件便是散热器，其价格更是不菲，但是在北方汽温偏低的地区往往在冬季会出现散热器被冻坏现象，给机组的安全经济运行造成较大损失。如何即解决空冷散热器受冻问题又提高机组经济性成为了研究的方向，现就国电库车发电有限公司330MW机组运行以来采取的控制方式进行分析，找到了适合的防冻方法。
一、间接空冷系统简介
国电库车发电有限公司二期2×330MW机组工程采用表凝式间接空冷系统(ISC系统)，空冷散热器采用立式布置方案，每台机配1座空冷塔，空冷汽轮机为上海汽轮机厂生产的单轴、双缸双排汽(高中压合缸)、表凝式间接空冷、抽汽供热式空冷汽轮机。电厂累年平均气温为11.3℃，累年极端最高气温为40.8℃，累年极端最低气温为-24.6℃。间冷塔采用自然通风冷却塔，钢筋混凝土结构，塔底部冷却散热器外侧直径为133m，高度为170m。系统由3台50%并联的循环泵提供水循环，系统设充水及排水系统，由贮水箱、输水泵、充水管道和阀门等组成，水箱布置在空冷塔内地面以下，输水泵布置在空冷塔内，空冷塔内每个冷却段能独立充水和排水，系统自动控制，共分为8个冷却扇段，每个扇段9个执行机构，共288个冷却三角。设计冷却水量35700t/h，设计最高进水温度65.69℃。
空冷系统平面图1：
图1
二、间冷系统的运行防冻措施及注意事项
1、对空冷系统的基本要求
（1）所有百叶窗开关灵活，远方操作动作正常，DCS画面百叶窗开度指示正确。
（2）空冷塔各冷却段、膨胀水箱、地下水箱的温度表、压力表、水位等远方和就地显示正确，液位开关信号正常。
（3）冷却段进、出水门、排水门远方就地开关灵活，严密性合格。
（4）循环水泵、充水泵、补水泵良好备用，远方、就地启停操作完好。
2、空冷系统的冬季运行方式
（1）冬季期间循环水泵的运行方式：为提高循环水压力及流速冬季建议循环泵两台全容量运行。为了进一步提高散热器内循环水流速可推出两个扇段运行，但是此种运行方式下如果循环水质不好、循环水管道防腐层脱落情况可能会使散热器管道堵塞，此时如在冬季退出扇段运行，循环水会积在散热器管道内造成管道冻裂，针对此种情况或不清楚是否有杂物堵塞散热器管的情况下实行8个扇段全部投运。
（2）间冷塔膨胀水箱水位严禁大于3.1米运行，防止膨胀水箱的水经过充氮门返回解列的冷却三角发生冻结。
（3）空冷塔地下水箱水位不得大于1.5m，以保证冷却段解列时水能够及时排入地下水箱。
（4）空冷塔退出运行的冷却段进出水门关闭并停电，视阀门内漏情况对长期停运退出的冷却段采取门后加装堵板的方法，对机动备用的冷却段采取开启排水门连续排水的方法。
（5）空冷塔冷却段如退出运行后充氮门必须关闭或加装堵板，防止有水返入冷却段。退出运行的冷却段的百叶窗必须关闭。
（6）冬季运行中的冷却段发生泄漏后应尽快确认泄漏点，将该冷却段退出运行。调整运行冷却段的百叶窗或循环水泵的运行台数满足机组运行要求。
（7）解列冷却扇段后应确认阀门严密不泄漏并具备冬季防冻条件。
3、空冷系统的冬季运行维护
（1）定期检查循环水泵、补水泵、充水泵电流和轴承温度及振动情况，保证各泵可靠运行或备用。
（2）空冷塔冷却段投运时贮水箱水位应保持在1.5m运行，循环水母管的压力维持在0.25～0.30MPa之间运行。
（3）每次巡检时就地检查空冷塔各阀门、进出口温度、压力、百叶窗、各液位指示与DCS画面指示是否一致，发现问题立即进行处理。
（4）巡回检查时要重点检查冷却三角是否有泄漏情况，发现有漏点时应根据泄漏量的大小决定是否退出该冷却段运行。
（5）加强对空冷系统有关表计的监视、分析和判断工作，当循环水母管压力、母管旁路阀前后压差、各冷却段出入口温度等重要参数有异常变化时，应立即就地检查、核对，查找原因及时处理。
（6）对空冷塔退出运行冷却段的出水温度和液位指示要加强监视，发现有水漏入时应及时查找原因并采取相应措施，严禁因阀门内漏导致备用冷却段充水冻结。
（7）冬季工况下无论何种原因机组突然甩负荷，应立即调整所有百叶窗开度、及时调整旁路门，控制空冷塔进出水温度在正常范围。
（8）空冷塔投、退冷却段时，应根据机组背压将百叶窗全部关小或关闭后方可进行操作。
（9）原则上冬季运行期间不进行冷却段的投退操作，确需投、退冷却段时应尽量安排在白天大气温度较高时操作。
（10）投、退冷却段操作前应先试验备用充水泵、补水泵启停和出力正常。
（11）夜间机组调峰时，尽量避免快速增减负荷，运行人员要严密监视冷却段出水温度变化情况，及时调整百叶窗开度。遇有特别寒冷天气，值长应及时与调度沟通，尽量减少机组调峰深度。
（12）运行人员要每班对所有百叶窗进行关闭试验，发现百叶窗有卡涩或关闭不到位现象及时进行消除。
（13）机组增减供热抽汽量时，应根据机组背压和各冷却段出水温度的变化及时调整百叶窗的开度。
（14）当环境温度较低，充水泵、补水泵入口管路以及膨胀水箱有结冻危险时应交替启动补水泵（充水泵）连续运行。
4、为了确保在空冷系统安全的情况下降低背压、提高经济性，采取了以下控制措施
（1）当“环境温度≤-10℃”时，保证空冷系统各扇段出水温度≥35℃，各扇形段挡板开度≤40%，各冷却扇段表面柱温度≥18℃，尽量降低机组背压至阻塞背压。当全部扇段百叶窗全部关闭仍不能满足循环水及冷却段表面柱温度时采取对温度较低的扇段百叶窗表面加装防风帆布来提高循环水温。
（2）当“-10℃＜环境温度≤-5℃”时，保证空冷系统各扇段出水温度≥30℃，各扇形段挡板开度≤45%，各冷却扇段表面柱温度≥17℃，尽量降低机组背压至阻塞背压。
（3）当“-5℃＜环境温度≤0℃”时，保证空冷系统各扇段出水温度≥28℃，各扇形段挡板开度≤50%，各冷却扇段表面柱温度≥16℃，尽量降低机组背压至阻塞背压。
（4）当“0℃＜环境温度≤3℃”时，保证空冷系统出水温度≥25℃，各扇形段挡板开度≤60%，各冷却扇段表面柱温度≥15℃，尽量降低机组背压至阻塞背压。
（5）当“3℃＜环境温度”时，根据机组背压情况来增大扇段挡板开度、降低循环水温，尽量降低机组背压至阻塞背压。
5、冬季工况下空冷塔冷却段退出的操作
（1）冬季工况下空冷塔的退段工作必须派专人就地监视。
（2）检查空冷塔各段百叶窗关闭严密，关闭退出段的进回水门，就地检查进回水门关闭到位。开启空冷塔扇形段排水门和退出段相应的进水门后、出水门前排水门，注意检查循环水母管压力不应降低，就地核实上述各阀门开度到位。
（3）就地检查退出段进、出水管的排水门无过流声，进回水门无过流声。检查DCS画面退出段液位开关指示灯指示正常，退出段远方就地压力指示到零后关闭退出段充氮门。
（4）保持退出冷却段进出水管的排水门及空冷塔扇形段排水门在全开位，当其它段要放水前先关闭。操作段放水完毕后再开启排水门。
（5）调整百叶窗开度，退出该扇段前提前关闭该扇段百叶窗，尽量控制将要退出冷却段出水温度在30℃以上后在退出该扇段。
（6）整个退段操作应在10分钟内完成，如在退段操作过程中，遇有电动门执行机构故障时，应立即手动继续操作，或恢复原运行方式。禁止在退出扇段时为检查缺陷等因素延长退出扇段的时间。
6、冬季工况下空冷塔冷却段投入的操作
冬季工况下投运冷却段对散热器损伤较大，原则上冬季运行期间不安排冷却段的投运工作，确因机组运行需要投运冷却段时应按以下原则处理。
（1）冬季工况下空冷塔冷却段投运条件：环境温度大于零度时。
（2）冬季工况下空冷塔投运方法：
①为保证冷却段充水安全，须采用快速充水的方法。
②启动冲水泵向膨胀水箱冲水，膨胀水箱液位高于2000mm时，关闭冷却段排水门，开启冷却段回水门、进水门快速进行冲水，直到充满信号出现。
③冷却段充水期间，应安排专人观察冷却段就地进水压力、进水温度、回水温度是否与DCS画面指示一致；观察冷却段进、回水门开启时是否到位。若冷却段进、回水门远方操作不动时应就地手摇开启。
④机组运行人员密切监视空冷塔膨胀水箱水位和各运行冷却段进水压力下降情况。
结束语
目前间接空冷系统正越来越多的应用在火力发电厂中，其在冬季严寒工况下的防冻措施还要根据各个地区环境的不同来进行调整控制。库车电厂对上述防冻措施进行了试验，根据冬季运行实际情况证明，上述措施在冬季空冷防冻控制中是可行的，因此只要加强冬季空冷系统的调整控制，是可以有效防止空冷散热器被冻裂事故发生的。