80MW机组空冷岛系统冬季防冻措施

关于空冷岛系统冬季运行的改善建议

电站总装机容量80*2MW，地处中亚缺水地区，冬季最低温度-40℃，夏季最高温度42-45℃。配套两套GEA的直接空冷式凝汽器（下简称空冷岛）。

设备概况

1、设计参数

设计流量: 225023.6X1.06 kg/h

空冷器入口压力: 0.3 bar abs

汽轮机出口压力 : 0.295 bar abs

环境温度: 39℃

海拔高度: 300m

焓值: 2624.6kJ/kg

最小蒸汽流量 : 27000 Kg/h@ -45℃ and 0.3 bar abs

2、布置

空冷器由如下设备互相连接组成:三个屋顶12个单元包括:72台管束、12套风机、其中2侧的屋顶配有电动隔离阀、1个中间的屋顶配有百叶窗（并配有全逆流系统）；三个76”的蒸汽汇流管、一个126”的排汽母管、两个60”的全逆流蒸汽管道

关于*****电站空冷岛系统每年冬季的防冻问题，我们查阅了历年冬季空冷岛系统的运行数据（部分DCS系统的运行画面截图），并结合其它类似电站空冷岛系统冬季运行的防冻经验，针对我厂机组情况，制定如下空冷岛系统防冻、防护的操作措施:

当环境温度低于+2℃时，从严格意义上空冷系统已进入冬季运行期。机组在遇有启动和停机操作时，必须提前了解并监视环境气象条件的变化，机组在冬季运行期间，严格控制汽轮机的背压值。空冷岛系统的防冻措施主要分三个环节：机组启动过程阶段、机组停运（包含事故停机）阶段、机组运行阶段。

一、机组启动阶段的空冷岛系统防冻措施:

汽轮发电机组冬季启动初期蒸汽流量偏低，不能满足空冷岛系统防冻要求，为防止空冷岛系统冻坏，启动中采取以下运行措施:

1、冬季机组正常启动无特殊情况应尽量安排在白天进行，合理控制启动时间保证空冷岛系统进汽时间尽量在一天中气温比较高的时间段进行。

2、机组启动前的试验中，必须进行对空冷岛系统抽空气阀、抽汽隔离蝶阀、凝结水回水阀进行开关活动试验，保证正常，开关到位、动作灵活。

3、尽可能缩短汽轮机抽真空的时间。

4、严格控制空冷岛系统旁路预热系统的进汽量

5、汽轮机抽真空结束、冲转前，确保主蒸汽参数在正常范围内，开启各路疏水确保疏水畅通；热态启动在控制好机组本体轴瓦振动、胀差、轴向位移等参数的前提下，应尽可能提高

升速速率；冷态启动在不影响机组本体参数的前提下，应尽可能缩短暖机时间，保证快速提升空冷岛系统进汽量。

6、汽轮机参数满足冲转要求后应尽快冲转，同时保证电气系统满足机组并网条件，一旦冲转定速正常后立即进行机组并网操作，尽量减少暖机环节，缩短冲转、并网时间，机组并网后根据汽缸缸壁温度尽快接带高负荷以满足空冷岛系统进汽要求。

7、空冷岛系统进汽以后，必须严密监视真空和凝结水系统，防止室外管道发生汽水停滞甚至结冰现象；严密监视各空冷岛系统换热单元凝结水温度及抽汽温度，保证各处温度稳步升高，如发现某处温度长时间不变或有降低趋势时，必须立即增加空冷岛系统进汽量，以避免由于汽流不均匀造成的局部结冰；严密监视凝结水集水箱水位，当发现水位不正常变化以及凝结水量与排汽量不对应，补水量不正常偏大时，必须立即到就地进行检查空冷装置是否有结冰现象并增加空冷进汽量，确认空冷岛系统冻结时，应立即采取消冻措施。

7、当由于某种原因，机组不能正常冲转升速，空冷岛系统进汽量小于最低要求时，如短时间内不能恢复，则应切断空冷岛系统的进汽;当不能切除进汽时，应果断打闸停机，查明原因后重新挂闸开机。

8、从汽轮机抽真空结束到机组并网后达到40%额定负荷之前的时间段内，空冷岛系统应采取单列进汽的运行方式。

二、机组停运阶段的空冷岛系统防冻措施:

空冷机组冬季停运操作后期蒸汽流量偏低，不能满足空冷岛系统防冻要求，为防止空冷岛系统冻坏，停运过程中采取以下运行措施:

1、冬季机组停运操作除有检修工作要求或其他特殊情况外，均按定参数停机进行，尽量缩短机组停运操作时间，将机组低于50%额定负荷的时间控制在1小时之内，减少空冷岛系统的小蒸汽流量运行时间。

2、机组负荷降至40%额定负荷时，空冷岛系统应采取单列进汽的运行方式。

3、停机过程中，注意监视空冷岛系统各街的抽汽和凝水温度变化以及排汽装置水位变化，如发现有抽汽和凝水温度明显降低到零下同时排汽装置补水量明显增大时，可判断为空冷岛系统发生冻结，应立即到就地进行检查，确认空冷岛系统冻结时，应立即采取消冻措施。

4、机组打闸后，应及时关闭进入排汽装置的所有疏水，切断进入排汽装置的所有汽源。

5、机组停运后，应仔细检查排汽装置疏水系统，有不严密的疏水应及时切除，防止少量蒸汽进入空冷岛系统而发生冻结。

6、真空泵停运后，应联系热工人员强制打开真空泵入口蝶阀，使入口管内疏水倒流回真空泵，防止入口管发生冻结。真空到零后开启抽空气管最低点疏水门放净存水。

三、冬季正常运行空冷防冻措施;

1、机组进入冬季运行前检查空冷系统程序逻辑正常,能正常投入运行，严格控制机组排汽压力在正常范围之内。正常运行时，空冷风机应投入自动控制，并注意自动控制正常。

2、机组正常运行当中，应按照规定加强巡视检查，用测温仪定期测量空冷岛系统上排汽管道的外部温度，并观察抽空气管道、凝结水管外部应无结霜、结冰现象，其凝结水管、抽空气管无振动现象，每班必须保证就地实测温度1次，空冷平台设置防冻检查记录本，并按要求记录空冷岛系统各区域的温度值，发现温度明显偏低时必须增加检查、测量次数。空冷岛系统防冻重点检查部位:各投运列顺流管束的下部、逆流管束的上部、注意检查管束外表是否有弯曲、变形和裂缝。

3、空冷岛系统正常运行期间，尽量保持空冷风机应投入自动控制且所有运行列风机转速相同。空冷风机需手动调节风机转速时，所有风机应共同进行调节;在整个调节过程中，应勤调慢调，每个风机转速的变化不能超过10%/MIN，密切注意各个参数的变化。一定要保证机组的排汽压力正常的情况下进行调节，防止出现只顾抽汽温度、凝结水温度的升高，而不管整个机组的安全运行情况。

4、机组正常运行时，应尽量控制机组负荷不低于50%额定负荷。

5、机组运行期间，必须加强空冷岛系统巡检，保证关闭空冷岛系统各列散热器端部小门及同一列中各冷却单元通行小门。

6、在环境温度低，机组负荷低的情况下为满足空冷防冻要求，运行人员可根据环境温度，机组负荷及时切除空冷岛系统单列散热单元，然后运行人员应严密监视凝结水的过冷度。每一列退出运行时，先关闭进汽阀，完全关闭后延时15分钟，再关闭凝结水排水阀、关闭抽气阀;期间必须加强翅片组温度的监视，如果发现异常，立即恢复运行。

7、冬季运行期间，加强对排汽装置的补水量及水位的监视，发现排汽装置水位下降，补水量异常增大时，应分析空冷凝汽器以及凝结水管道是否冻结。

8、运行中如果发现空冷岛系统有冻结现象时，采取以下措施及时进行处理:

1)停运该列所有空冷风机，尽快提高机组负荷及机组排汽压力（在正常范围内调整到较高的数值）。

2)就地派专人用红外线测温仪测量排汽管道、凝结水管道、翅片组、背风侧、抽空气管、阀门前后等各处温度，确定空冷岛系统具体冻结部位，并做好记录。

3）利用电热毯或者大型热风装置对冻结区域进行局部升温加热，融化内部的冰块，疏通通道。

9、机组运行中发生汽轮机掉闸、锅炉灭火及机组甩负荷故障时，具备恢复条件时应立即组织恢复，期间空冷岛系统防冻措施按机组启动阶段的防冻措施执行。