汽动引风机间接冷却系统的防寒防冻研究

摘要：在冬季机组正常运行时，汽动引风机间接冷却系统的防寒防冻已成为重要工作。为防止间接冷却系统冻坏给公司带来经济损失，对间接冷却系统进行了深入研究和分析，并总结实际运行经验，得出了行之有效的防寒防冻技术措施。

关键词：间接冷却系统;防寒防冻;技术措施

0    引言

随着国家节能减排要求的不断深入落实，公司已将两台电动引风机改为蒸汽驱动，但由于北方地区干旱缺水，所以将汽动引风机的冷却系统设计为间接式空冷方式。间接式空冷采用铝制散热翅片为散热元件，而本地区最低气温可达零下30 ℃，所以低负荷运行将给间冷塔的安全运行带来极大的挑战。针对该系统的特点，我们认真总结出了不同运行状态下的防冻技术要求，并根据实际情况制定了相应的技术措施。

1    间接空冷系统介绍

引风机用小汽机排汽进入表面式凝汽器被循环水冷凝，受热后的循环水进入间冷塔冷却三角内与外界空气进行表面换热，冷却后的循环水回到循环水泵入口，经循环水泵升压后进入小汽机凝汽器继续冷凝排汽，受热后的循环水再返回间冷塔冷却三角内，形成闭式循环。

2    原因分析

散热器冻坏有两个条件：一是环境温度低于0 ℃，二是铝管内的水停止流动或流速较小，接近于停滞。环境温度是无法人为控制的，所以解决冬季防冻问题的关键在于防止散热器铝管内的水流中止。

3    技术措施

运行工况根据实际情况可以分为间冷塔正常运行中、扇区充水和扇区排水三种，根据不同工况制定了以下技术措施：

3.1    间冷塔正常运行中

（1）冬季巡检时必须对扇区排空管手动门至膨胀水箱以及膨胀水箱补水管进行测温检查，运行中扇区热水排空管可以过水，扇区冷水排空管过不了水，很有可能结冰，发现异常要及时联系维护人员处理并在机组长日志、就地测温表中做好记录。

（2）冬季每班选择环境温度较低时段对各扇区使用红外成像仪检查一次，判断是否存在冻结的管束或温度明显偏低的部位。散热片温度变化趋势：扇区内部，散热面温度从下向上逐渐降低，从中间向两边逐渐降低;扇区外部，散热面温度从上向下逐渐降低，从中间向两边逐渐降低。原则上只要扇区外部散热面冻不坏，扇区内部散热片肯定冻不坏，故测温点选在扇区外部散热面最下端。散热面为双流程四排管结构，布置为外面冷水侧，里面热水侧。

（3）每天白班定期执行扇区百叶窗远方/就地同步校验工作，如果遇到下雪天气，增加同步校验次数，防止百叶窗积雪卡涩。百叶窗同步校验方法如下：

1）解除某扇区百叶窗控制自动;

2）记录百叶窗当前开度以及扇区出水温度;

3）以20%速率逐步关闭百叶窗，注意调整扇区出水温度，检查扇区各百叶窗开度应全部为关闭状态，画面“各百葉窗调门开度为0%”反馈正常;

4）开启扇区百叶窗至原来开度，检查各百叶窗开度一致;

5）投入百叶窗控制自动;

6）调整控制设定值。

（4）发现百叶窗开度与指令不同步，部分过开或不能关闭，及时联系检修处理。

（5）大风天气还要对百叶窗是否挂有杂物进行检查，防止杂物卡涩百叶窗。

（6）如果就地测温发现扇区某些管束温度低或DCS显示冷却柱温度低，应将对应冷却三角百叶窗解除自动逐渐关小或关闭，温度正常后再投入自动。

（7）冬季模式下，“温控自动” “防冻保护” “自动触发” “水平衡投入” “全排位投入”控制块要确保投入，严禁人为退出。

（8）“风机频率设定”控制块投入自动，规定环境温度低于-15 ℃时，设定机械塔出水温度38 ℃;环境温度-15～0 ℃时，设定机械塔出水温度35 ℃;环境温度大于0 ℃时，设定机械塔出水温度32 ℃。

（9）风机停运后，“风机频率设定”控制块必须保持自动。两扇区的“风机频率设定”控制块自动最少投入一个，否则百叶窗将失去自动调节。

（10）扇段出水温度不能低于16 ℃，否则手动启动排水程序。

（11）运行中遇某扇段出水温度低需要排水，而又发生百叶窗卡涩或进回水电动门、排水电动门故障时，退出另一扇区来提高出水温度。

（12）冬季模式下，将扇区顶部排气管手动门开启，提高膨胀水箱水温。

（13）地下水箱水位不高于运行扇段数量对应水位（两扇区投运1 050 mm），保证扇段排水顺畅。

（14）机组事故跳机时，立即停运冷却风机，关闭百叶窗，扇段排水退出运行，循环水系统旁路运行。

（15）循环水泵逻辑中没有压力低联泵保护，一旦循环水泵出现故障，出力降低，冷却三角循环水流速降低，就会结冰。目前循环水泵出口压力和机械塔进出水压力都增加了报警。

（16）冬季扇区运行中，应密切监视百叶窗和冷却风机自动调节和冷却柱防冻保护调节情况。调节上采用冷却风机精调，百叶窗粗调。由于冬季运行，机械塔出水温度设定值最低为32 ℃，风机频率根据机械塔出水温度设定自动调节。当机械塔出水温度小于设定温度4 ℃时，优先采用转速配置表，百叶窗逐步关闭，步序为100%—80%—60%—40%—20%—0%，水温仍无法控制才会触发防冻保护。而冷却柱温度降至8 ℃时，会触发防冻保护。扇区的出水温度测点是扇区整个散热面出水混合后的温度，冷却柱温度测点测量的是最端部三角散热面的温度，两个都是局部温度，不能反映整个扇区散热面的温度，所以冬季运行中，扇区出水温度最低不应低于30 ℃，以免触发防冻保护，自动调节不好时，应立即手动调节。

（17）运行中，应密切监视扇区机械塔进回水压力报警，避免发生扇区进回水电动门误关或进回水管道放水门误开、旁路调门误开，造成扇区水流停滞或变慢导致散热面结冰损坏。

（18）就地对各散热面红外测温时，发现散热面温度低于8 ℃，应立即将对应百叶窗执行机构关闭。

（19）极端天气，两扇区百叶窗全关，出水温度低于30 ℃，退出一个扇段运行。

3.2    扇区充水

（1）扇区充水操作尽量安排在白天中午进行。

（2）冬季工况下，扇区的投入应在小机接带风机后逐步进行。扇区冬季充水温度必须按照规定执行。环境温度低于-15 ℃，热水进水温度大于50 ℃;环境温度低于-10 ℃，热水进水温度大于45 ℃;环境温度低于-6 ℃，热水进水温度大于40 ℃。

（3）冬季投运循环水系统前，必须开启扇区进回水电动门后放水门，以免进回水电动门不严，扇区进水。

（4）冬季扇区充水时，必须注意膨胀水箱液位下降速度、冷却柱温度、扇区出水温度，就地巡检确认供回水电动门确已过水，避免发生进回水电动门门芯脱落，阀门状态、机械指示全开而阀门内部没开的情况，造成扇区内水不流动，扇区结冰損坏。

（5）扇段充水时，注意地下水箱液位，避免进回水放水电动门门芯脱落，造成地下水箱满水和扇区充水时间过长结冰损坏。

（6）冬季工况下进行扇段充水时应使用程序操作，但就地必须设有专人监视阀门动作情况。

（7）扇段充水时，必须开启扇区顶部8个排气门，避免自动排气阀故障，散热面内部积存空气，造成散热面结冰损坏。

3.3    扇区排水

（1）扇区排水操作尽量安排在白天中午进行。

（2）冬季小机停运时，因小机解列时间短，循环水温度下降较快，发现间冷塔出水温度下降较快，而冷却风机和百叶窗调节慢，手动进行干预，先停运冷却风机，再解除百叶窗总操自动，手动调节，保持出水温度不低于30 ℃。

（3）冬季工况下进行扇区充排水操作应使用程序操作，但就地必须设有专人监视阀门动作情况。扇区排水时，监视好地下水箱液位，一个扇段排水，地下水箱水位上涨约900 mm;当进水管放水电动门门芯脱落，地下水箱液位上涨约900×3/4=675 mm;联络门门芯脱落，地下水箱水位上涨约900×1/2=450 mm;回水管放水电动门门芯脱落，地下水箱水位上涨约900×1/4=225 mm。

（4）扇区排水发生故障时，短时间内无法消除故障，将该扇区重新投入。

（5）扇段排水后要再次检查就地各阀门状态，并敲打进回水、联络管，开启冲洗手动门，确认管道有无存水。

4    结语

通过认真执行汽动引风机间冷塔防寒防冻的技术措施，有效避免了间冷系统管道和散热翅片的冻结损伤，用事实证明了该技术措施具有很强的实用性。在以后的运行过程中，加强对间冷系统的维护和保养，积极主动地调整运行参数，合理制定间冷系统的控制方式，即可确保间冷塔的安全稳定运行。

收稿日期：2019-12-13

作者简介：杨宏宏（1989—），男，山西吕梁人，助理工程师，研究方向：电厂汽机控制。