浅谈电厂直接空冷系统的防冻措施

浅谈电厂直接空冷系统的防冻措施

李文浩

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西030001）

摘要：随着我国科学技术和社会经济的快速发展，人们的生活品质也得到了提高，电能在人们的日常生活和工作中都是不可缺少的一部分，然而人们对于电厂的要求也越来越高本文主要分析了电厂直接空冷系统的应用背景以及直接空冷系统，重点分析了提高电厂直接空冷系统防冻措施以及对发电厂直接空冷系统的允许和选择具有十分重要的意义。

关键词：电厂；直接空冷系统；防冻；措施

前言

现目前所得到应用电厂直接空冷系统可以分为直接空冷系统，间接空冷系统以及表面式空冷系统和混气式冷凝器。混合式冷凝器间接空冷系统的主要优点是背压低，可以有利于节约能源的消耗，但是，这对水质的要求就会变得特别高而且其防冻性能相对较差。表面式冷凝器间接空冷系统的锅炉水以及冷却水是要分开的，所以，冷却水的水量大小是可以调节增加防冻液的，这个优点极为凸显，但是，其缺点就是需要对表面式进行换热，从而让投资的数目加大。最近几年来我国600mw以及300mw的空冷机组已经在各大电厂中被广泛运用。而直接空冷系统的空冷凝汽器直接设置在环境大气当中，其性能以及使用安全是受到周围环境影响的，在冬季时很容易发生空冷凝器管道被冻结现象以及被冻破裂等，从而直接导致了空冷凝汽器遭到破坏。上述问题都会直接影响到空冷机组的稳定安全运行，从而直接的影响到了电力企业的经济效益。

一、直接空冷系统应该注意的问题

1.1直接空冷系统产生的冻结原因

直接空冷系统的散热器大多数都是运用的鼓风式，而且是以高架的方式不止的，其暴露在环境当中。直接空冷系统的散热器冷却能力实在一定热负荷和风量的条件之下，完全取决于空气干球的温度。若直接空冷系统在设计上出现不合理，那么其在冬季低温中，直接空冷系统散热器各个翅片管中的饱和程度以及蒸汽等温冷凝段缩短，其中凝结水冷凝段增加，过冷度逐渐增大。如果气温继续下降到零度之下的某一个限度，翅片管中的凝结水有可能温度较低甚至出现冻结等现象。情节较轻时会让传热性能逐渐降低，情节严重时可以让直接空冷管道出现冻结，冰块堵塞，真空性能下降，从而导致停机等现象，严重时还会让翅片变形，对设备造成永久性的伤害。发生冰冻原因主要是因为蒸汽已经在前段凝结完成，在后半段中很快的就被冷却到管壁和外界空气的温度而形成结冰现象。对于结冰管道的现象称之为死区。现目前已经在国内外头晕的空冷系统中都有发生过这类现象，所以在对寒冷地区直接空冷系统的防冻问题中必须要引起重视。我国北方地区冬季环境温度大多时间都是低于零摄氏度，空冷凝汽器的各个环节换热单元在管排中间的热负荷分配还不算均匀，还有就是有大量的不凝结气体的产生，导致了空冷系统被冷空气所侵蚀，这些不凝结气体徘徊在和热交换区的管道之下的冷却区，其流动性能相对较差，从而形成了死区。若我们不讲这些不凝结气体及时的排出，那么在寒冷的动机就会出现冻结现象。在气温相对较低的情况之下，设计直接空冷系统时，应该充分考虑到它自身的防冻能力，然后在设计出防冻的措施，这样可以有效的延长起运行过程中的稳定性和安全性，以及设备方面的寿命等。

二、电厂直接空冷系统的防冻措施

2.1翅片管的选择

翅片管的整体设计主要是经历了单排管，双排管以及多排管的发展历程，其主要的目的就是为了能够提供给直接空冷系统防冻，因为，在空冷系统中，空气冷凝器翅片管中的饱和以及蒸汽冻结现象中的一个主要原因就是因为翅片管束的冷却性能和饱和蒸汽热负荷的不均衡所导致的。现目前我国所生产的单排管，两排管以及多排灌的企业大多都是采用的各种排管的不同翅片的方法。在和冷空气接触的排管中运用翅片化相对较小的翅片管束，在后排的管道中运用翅片较大的翅片管。在翅片管当中的间距变得越来越小，前排的翅片管运用较大的翅片距离，后排的吃排灌运用较小的翅片距离。我们可以从管道的形状来查看，双排管主要是运用了大至今的，截面面积大的，贯中蒸汽测通流面积增大，这样有利于汽液的防冻以及分离，管道中和空气侧阻能力较小，其防冻的性能也会相对较好。

2.2风量的控制

对于风量进行有效合理的控制是一种有效预防直接空冷系统防冻的措施，现目前我国大多都是采用的变频调速控制风机中的出风大小。运用变频调速控制风机期间，主要是通过程序的分组来进行控制风机的风量大小，根据有关机组中的热负荷以及气温的高低变化来调节风机的转速问题，从而有效的起到调节直接空冷凝汽器的进风量的大小。在冬天还可以选择关闭某些顺流冷却元件中的风机，又或者是让逆流冷却元件中的风机出现间接性的反转，吸入更多的冷系统散发出来的热量，这样就能有利于形成空冷系统中热风循环的效用，从而间接性的提升了凝结度的水温，用此来达到直接空冷系统的防冻目的。

2.3设置挡风墙和风机

在夏季时要运用大风量的风机这样有利于提高其冷却性能，在冬季时，我们要以防冻为主要目的来考虑，保持较低的管间风速又或者是停止运行让其倒转这样也可以实现气流回暖从而化解直接空冷系统出现冰冻的现象。在空冷系统当中设置挡风墙是可以有效的防治外界当中的自然风直接吹进空冷系统中的散热器，起到了保护散热器的作用，引起两侧凝结水的温度相差逐渐变大。

2.4设置电动真空隔离阀

可以在直接空冷系统中设置电动真空隔离阀，在冬季时可以启动采用断某些空气冷凝器，从而来提升凝结水的温度，这样可以有效的防治凝结水在空冷系统中的空冷器下面出现由于温度过冷而出现的冻结现象，其具体的设置主要是设置隔离阀的数量，设置隔离阀可以根据实际具体情况，看锅炉启动曲线和汽机启动曲线以及汽机旁边小流量和冬季启动期间温度环境的稳定。

2.5空冷系统运行方面的预防

随着现代化科学技术的进步与提升，我国电厂应该对空冷系统的防冻保护采用自动化的控制是，就是在冬季运转时的保护模式。这也是一种非常有实用性的空冷系统防冻措施。在空冷系统机组运转的过程当中，可以根据抽真空的温度，周围环境的温度以及凝结水的温度进行异常变化的检测，其中控制系统一般是会及时的发布出指令，与此同时发出预警，空冷系统机组就会自动进行管道的保护模式运行，其中运行工作人员还可以采取一些有效的措施，从而避免空冷凝汽器出现冻结现象，从而导致整体运行失去稳定性和安全性。还可以严格监视每个环节的运行数据，在发现异常情况时可以及时的做出调整。在运行期间冷凝水的温度一般都是低于1C°的，最大也不会超过5C°，若水温差距较大的话，那么很有可能是由于非冷凝气进入到其中，这时应该及时的增加水环真空泵的运行，把不凝结空气尽快的排出。若发现抽真空温度，冷凝范围中的温度相对较低时，这也就说明了在逆流区域和顺流区域都让温度出现降低现象，这样很有可能出现结冰现象，这时应该立即降低风机的旋转速度，若还是不能阻止温度降低，那么就要停止机组的运行，采取相应的回暖措施等。

结束语

总而言之，电厂空冷系统的防冻主要可以从设计制造，生产运行等各方面进行预防，本文也在这几方面提出了相应的应对措施，这些措施都是有利于保障空冷凝汽器在冬季时能够安全的运行，与此同时还能够让整体机组在运营程度上具有稳定性，安全性，提升机组的防冻性能，是可以有效的防治重大事故的出现。

参考文献

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