热控自动化中直接空冷技术的应用及控制

（新疆天富信息科技有限责任公司，石河子市，832000） 芦玲玲

直接空冷系统是汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器的外表面，将排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统。

1 热控机组

通过运用DCS 控制系统，将电气控制系统（ECS）、汽轮机跳闸保护系统（ETS）、燃料器管理系统（FSSS）等控制系统结合在一起，进一步实现一体化控制系统。DCS 由控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活。使用集散控制系统技术，减少电气错误操作的几率，并且提高了电气系统的控制能力。ETS、FSSS 系统则利用DCS 强大的逻辑功能以及冗余的结构来实现程序控制，控制周期为20 毫秒，以保证保护系统动作的快速及优先。除软件控制外，还保留紧急停机、停炉、柴油机启停、直流润滑油泵启停操作按钮以及DCS系统失电指示灯。

2 直接空冷控制系统

直接空冷系统是通过56个变频轴流冷风机冷却回收汽轮机的两个低压缸排除的热气，它包括驱动级、子功能组级、ACC 设计功能组级三级控制结构。直接空冷系统是汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器的外表面，将排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统。空冷凝汽器是由外表镀锌的椭圆管外套矩形钢翅片的若干管束组成的，这些管束也称散热器。空冷凝汽器分主凝汽器和分凝汽器两部分。主凝汽器多设计成汽水顺流式，它是空冷凝汽器的主体。分凝汽器一般设计成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空区。真空抽气系统是直接空冷系统的关键。在汽轮机启动和正常运行时，要使汽轮机低压缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道及凝结水箱等设备内部形成真空。通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器。在汽轮机启动时，投入出力大的一级蒸汽抽气器，以缩短抽真空的时间，加快启动速度。在汽轮机正常运行时，采用出力小的二级蒸汽抽气器，以维持排汽系统的真空。空冷凝汽器所有元件和排汽管道都采用双层焊接结构，焊接质量要求十分严格，以保证整个空冷系统的严密。直接空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。缺点是运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，管内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。直接空冷系统一般配高背压机组。

3 系统控制时需要注意的问题

直接空冷机组在运行的时候，DEH、BPC、ACC之间有着一定的联系，DEH负责中高压缸的同时启动、冲转压力、热再压力以及气机升降的调节等工作。BPC主要工作就是控制高旁路调节门启动，使主汽流量降低、再热汽流量增加。ACC和BPC之间的调节将严重影响机组在运行时是否能够稳定的控制背压的能力，在排气压力大于40kpa的时候，系统不允许旁路在工作，在排气压力大于15kpa 小于40kpa 的时候，允许旁路工作，但是负荷不能大于10%。在排气压力小于15kpa 的时候，系统允许旁路运行的负荷大于10%。冬季运行时，管内容易结冰，这时就需要对空冷系统进行防冻处理，在机组启动的时候，需要检查冷凝器，确保是否是真空状态，还需要背压的压力在40kpa 上下保持稳定。如果不能够将以上工作做好，则会导致低压旁路的保护开关不能正常工作，进一步影响机组的启动定速以及空冷系统的防冻工作。

在空冷机组工作的时候，背压变化的范围比较大，在背压不能够满足机组所需功率要求的时候，就需要增加或降低功率的方法，确保机组的安全运行。这项工作可以通过DEH的界面进行控制工作，通过控制变频风机工作来实现对机组背压的控制。当机组正式启动运行后,机组在投入旁路的同时应设定背压值为40kPa,在机组进行符合运行后,通过蒸汽流量的折算来确定背压值。

4 结束语

本文简单分析了机组的组成，DCS 将ECS、ETS、FSSS集于一体，实现一体化的控制过程。另外分析了直接空冷控制系统的原理。直接空冷系统是通过56 个变频轴流冷风机冷却回收汽轮机的两个低压缸排除的热气，它包括驱动级、子功能组级、ACC 设计功能组级三级控制结构。之后分析了在系统控制中遇到的问题及解决方案，使用DEH来调节机组背压，是机组在安全的环境下正常运行。