火电厂直接空冷系统运行措施分析

侯海军

（山西瑞光热电有限责任公司，山西晋中 030600）

火电厂直接空冷系统运行措施分析

侯海军

（山西瑞光热电有限责任公司，山西晋中 030600）

针对山西瑞光热电有限责任公司直接空冷系统运行中存在的冬季防冻、热风再循环、散热器脏污等问题，通过运行实践经验的积累，制定了详细有效的措施，取得了良好的效果，保证了机组安全经济运行。

直接空冷系统；防冻；热风再循环；散热器脏污

0 引言

空冷技术是解决富煤缺水地区火力发电的重要选择，近年来在我国北方地区得到大力发展[1]。目前，国内的三北地区采用直接空冷技术的机组越来越多，但在运行过程中也存在着冬季防冻、热风再循环、散热器脏污等诸多影响机组安全稳定的问题，这些问题制约了直接空冷机组安全性能和节能水平的进一步提升。因此，对不同季节运行方面的问题进行探索性研究和改进，必将提高机组的安全稳定运行水平。

1 空冷系统概况

山西瑞光热电有限责任公司2台300 MW抽气供热机组冷却系统采用直接空冷技术，单排管和顺逆流相结合结构。空冷系统按照每台机组30个冷却单元（6×5）配置，风机直径8.91 m，空冷平台高35m，抽真空系统由3台水环真空泵组成。

2 空冷系统存在的问题

2.1 冬季存在的问题

在冬季期间，2台机组由于供热抽气量增加后汽轮机排汽量相对减小，且相继进行乏汽余热回收技改后，进入空冷岛乏汽进汽量进一步减少，导致流经空冷管束的排汽不均匀或断流，空冷岛管束有冻管现象。

2.2 夏季存在的问题

电厂作为榆北500 kV变电站的主要电源点，电网负荷需求大，但每年5月—9月环境气温偏高期间，汽轮机背压上升明显，高负荷工况能达到30 kPa及以上，有时影响机组接带负荷。主要原因是电厂所处的环境周边有型煤厂、水泥厂以及无植被的荒地较多，而且风力较大，导致空冷岛散热管束脏污严重，同时也存在热风再循环的问题。

3 空冷系统冬季运行采取的措施

3.1 冬季运行采取的措施

a)在冬季机组启动时，关闭蒸汽分配管上的真空隔离阀，将热量集中在其余的散热段中，以增加每段的热负荷，达到防冻的目的。一般遵守下述顺序：首先关闭蒸汽隔离阀，2 min之后，对应的凝结水隔离阀和安装在真空系统上的隔离阀关闭，通过凝结水隔离阀的旁路管排水，再通过真空隔离阀上的旁路管维持被隔离管处于真空状态。在开启该两列管路时，首先开启凝结水和真空隔离阀，之后开启对应的蒸汽隔离阀。

b)锅炉点火前严禁在汽包有压力时开启主、再热蒸汽管道疏水，如需开启，必须确认直接空冷凝汽器背压低于25 kPa。

c)锅炉点火后低压旁路开启以前开管道疏水与锅炉排污阀增加蒸汽量，尽快升温升压；低旁开启后尽快关闭以上疏水，以最短时间（达到最小防冻流量的时间需小于2 h）达到直接空冷最低防冻进汽量。不同运行工况下所需的最小防冻流量按表1控制。

表1 不同环境温度下对应的最小防冻流量

d)正常运行期间定期检查空冷散热管束表面温度，发现温度低及时调整风机转速。

e)正常运行期间投入凝结水过冷防冻保护和抽气过冷保护，控制凝结水温度和抽气温度在合适范围内。

f)在不同环境温度下机组运行背压按表2控制。

表2 各环境温度下对应机组的背压值

g)余热回收凝汽器投运工况：关闭严密两侧最外排的蒸汽进汽蝶阀，仅启动2～5排空冷逆流段风机变频运行，其余风机全部停运，而且在停运的风机上部加盖帆布防冻。

h)抽汽供热且余热回收凝汽器不投运工况：停运各排进汽侧第一列风机，其余风机根据过冷度等变频运行。

3.2 夏季运行采取的措施

3.2.1 避免热风再循环采取的措施

a)在直接空冷平台周围设置了挡风墙，挡风墙高度从直接空冷平台35 m高度起，挡风墙高度为12.5m。

b)在不同的直接空冷散热单元之间设置了分隔墙。

c)控制风机转速时尽量小幅调整（＜2 Hz/次），全部风机统一控制，均匀调整，尽量避免引起直接空冷平台下方空气动力场扰动。

3.2.2 针对空冷散热器脏污采取的措施

a)每年春末夏初采用除盐水彻底冲洗一次散热器，冲洗时将喷头与散热器距离适当减小，有利于冲洗干净又不会损坏散热器表面，效果非常明显。在运行中经常检查散热器脏污情况，必要时就进行冲洗，保证表面清洁。如2015年5月，环境温度为24℃，风机频率为50 Hz，在机组负荷250 MW工况下，冲洗前背压26 kPa,冲洗后下降为15 kPa。

b)经常清理空冷岛下部及周边絮状物，防止被空冷风机抽吸到空冷岛散热面，减少脏污物吸附。

c)采取降低冲洗水压力作为喷淋水使用的方法。白天高负荷时段采取喷淋方式，晚高峰过后进行散热器不间断冲洗[2]。

d)背压高于25 kPa时可以选择超频运行，严密监视直接空冷风机电流、电机线圈温度、变频器温度不超过额定值。

e)鉴于直接空冷风机电机选型较大，咨询变频器厂家后调整直接空冷风机叶片角度（增大2°）来增加冷却风量，提高了冷却效果。

4 运行效果

通过采取以上运行措施，电厂在投运以来冬季低负荷及冬季启动过程中未发生一起空冷散热管束冻坏事件，夏季未影响到机组接带负荷，有效提高了机组运行的可靠性。

5 结束语

对直接空冷机组来说运行可靠性越来越重要，因此在设计、制造、安装、运行每个环节都要严格要求。在机组投产后运行中要经常对直接空冷系统运行中出现的问题进行分析并及时处理，特别是在春、秋两季应对直接空冷系统提前进行全面检查，及时采取冲洗和防冻措施，这样才能确保机组在迎峰度夏和冬季供暖期间的安全稳定运行。

[1]杨海生.直接空冷机组空冷岛运行优化的研究 [D].华北电力大学，2010：4.

[2]冯丽丽.火电机组直接空冷凝汽器空气侧强化传热研究 [D].华北电力大学，2012:8.

Analysis on Operational M easures of Direct Air Cooling System in Coal-fired Power Plants

HOU Haijun

(Shanxi Ruiguang Thermal Power Co.,Ltd.,Jinzhong,Shanxi 030600,China)

Problems exist in directair cooling system of ShanxiRuiguang Thermal Power Co.,Ltd.,including anti-freeze in winter, hotair recirculation and dirty on cooling tubes.Based on operation experience,detailed and effectivemeasures are put forward,which has been proved effectiveand ensured the safe and economic operation of the unit.

directair cooling system;anti-freeze;hotair recirculation;dirty on cooling tubes

TK264.1

A

1671-0320（2016）03-0066-03

2016-02-02，

2016-03-14

侯海军（1970）,男，山西平陆人，2009年毕业于北京理工大学工商管理专业，工程师，从事运行技术管理工作。