火电厂直接空冷系统冻结成因及防冻措施分析

火电厂直接空冷系统冻结成因及防冻措
施分析
摘要：导致火电厂直接空冷系统冻结的原因有很多，比如真空保持比较高，导致凝结水的温度偏低，从而出现冻结的情况；真空系统缺乏严密性，由于渗透了空气，空气过冷引发冻结等等。

基于此，本文对火电厂直接空冷系统冻结的原因进行了分析，并提出了相应的防冻措施，以供有关人员参考。

关键词：火电厂；空冷系统；冻结；原因分析
0引言
由于我国北方地区属于干旱少雨地区，因此空冷技术我国北方很多地区火电厂应用较为广泛。

但是在实际的运行过程中，对于存在的热风再循环以及冬季防冻等多项问题，都是导致整个机组无法安全稳定运行的重要因素，同时这些因素也会制约空冷机组的节能状况。

因此在不同季节气候下，对于空冷系统的应用措施都需要进行探索，这样才能够有效提升基础运行的安全稳定质量。

1 空冷系统概况
我国某地区的2 台机组均采用直接空冷的技术，而且都是采取的单排管和顺逆流相结合的一种结构形式。

控浆系统都是按照每个基础60个空冷却单元进行完善配置，其中风机的直径达到了 8.91m，空冷平台高 40m，而整个抽真空系统是由三台水环真空泵组成。

2火电厂直接空冷系统冻结成因
1）在分析功能系统冻结成荫的过程中，可以发现出现此类的问题，主要原因就是在基础启动的过程中与停机过程中蒸汽流量较少，而且空气去通过一些不严密的地方进入到散热器的管束内，这就导致了散热器的管束内可能存在大量的空气，散热管束的空间不足，不凝结气体出现结霜的现象，进而导致管束出现冻
结。

另一方面，泄漏区域周围的散热区域会使空冷系统的导热管外层温度出现明
显的降低，甚至会使得空冷系统出现较为明显的结冰现象[1]。

2）在冬季的时候，由于正常运行环境中的温度较低，在逆流区内的不凝结
气体如果不能够及时抽出的话，那么就会导致顺流区域内的蒸气无法正常通过，
在这种情况下很容易出现冻结的现象。

特别是在冬季环境温度较低的时候，散热
器的管束内空气与不凝结气体都会出现结霜的现象，如果持续较长的时间或者是
工作的环境温度一直处于零点以下，那么逆流管束的上部端口可能会出现堵塞的
现象。

3）真空如果保持度较高，冷凝水温度过低，就会导致凝结水的管路出现冻
结的现象。

特别是如果处于冬季的状况下，机组的控制处于较高的状态下，空冷
的冷凝水极容易出现过冷现象，工作人员如果没有及时处理这种现象，再持续一
段时间后，就会使得冷凝水出现冻结现象。

3火电厂直接空冷系统防冻措施
3.1冬季机组启动过程中采取的防冻措施
1）在启动机组之前，工作人员需要关闭所有的排气装置的疏水和控制阀门，并对其进行全面检查，而且不应该过早的投入到轴封系统中，要在封烟系统启动后，工作人员再开始投轴封、抽真空等操作。

2）在完成主汽见压后，工作人员在通过逐步开启高旁调节门，但是要控制
开启的大小，所控制的温度要逐步升高，并对旁边的两路进行暖管。

在这之后逐
步开启高低压旁路，并且要在最短的时间内尽量满足空冷最小的防冻流量需求。

3）如果进汽列风机频率达到了 20 Hz 以后，则可以进入到下一列的进气，
同时锅炉内要增强燃烧，加大进气量，从而达到空冷最小防冻流量。

4）工作人员可以根据蒸汽量的增加实际状况来进行判断，适当调节后满足
机组所需要的运行环境。

3.2 冬季机组停机过程中采取的防冻措施
1）如果处于停机阶段，符合在下降的过程中，相应的空冷单元也可以逐步
退出运行状态，在退出困难状态后，工作人员可以通过关闭关闭进气蝶阀，然后
通过手动操作进行复紧。

2）直到汽轮机转速达到规定转速以下，真空到零停轴封供汽。

3）在汽轮机打开闸门后，如果高低压的旁路处于开启的状态，那么工作人
员就需要立马将其关闭，通过这样的方式可以防止机组的阀门不严格的状况，避
免蒸汽进入到空冷系统。

4）在机组停机后，工作人员需要立马关闭掉空冷抽真空电动门，而且在这
个过程中凝结水电动门不能够进行关闭，要防止内部的凝水无法疏出而发生冻结。

3.3 冬季机组正常运行时直接空冷系统采取的调整措施
1）随着环境温度的降低，空冷风机可以部分停运，采用单元加封堵形式
防止部分过冷。

2）当封堵无法满足空冷最小封堵流量时，采取列隔离方式满足最小防冻流量，同时拆除单元封堵。

但是要加强监测测温，防止可能存在进汽蝶阀不严，造
成列冻结。

3）在冬季保证两台真空泵运行，能够有效地将逆流区的不凝结气体、乏
汽抽出，保证逆流区不发生堵塞而影响顺流区的正常蒸汽流通。

4）冬季保证空冷采用多风机、低频运行，避免出现风机高频率运行；保证
空冷各单元之间隔离严密，单元之间封堵严密无串风。

5）定期进行真空严密性试验，试验不合格及时对空冷进行查漏、堵漏。

6）控制各列凝结水温度＞30℃，各列的抽真空温度＞20℃。

空冷各列两
侧凝结水温差＜4℃，若发现温差有变大趋势，说明该列一侧底部有冻结现场，
应通过调整单元风机频率等方式缩小偏差。

3.4 冬季机组运行采取的防冻措施
1）如果环境的温度低于结霜点，那么在这种状况下会在逆流管束上发生结霜现象，造成这种现象的主要原因就是在逆流管束上出现不凝结气体并发生了过冷现象[2]。

如果该种现象持续时间较长，温度会始终低于冰点，那么这种情况就会导致逆流管束的下端出现堵塞的现象，进而使得影续不凝结的气体无法抽出，整个系统出现大面积的冻结。

因此为了提升措施保护效果，工作人员需要在逆流管束的分析运行间隔停运一段时间，通过这样的方式，能够使得逆流区域的管束出现回暖。

如果无法达到标准要求，那么工作人员可以采用逆流分机的发展措施来确保冻结的单元能够进行回暖，而且可以通过检测空冷系统凝结水的温度和抽气温度来采取科学有效的防冻措施。

2）工作人员还可以通过提高整个机组的负荷来增强空冷凝汽器进汽量，或者采取多个风机共同处于低频率的状态下运行，使得每一排的传输都处于同个范围内，在这样的基础上，整个空气场周围的压力区域都能够处于一个较为稳定的状态。

3）工作人员在实际的工作过程中，需要根据整个机组的实际运行状况来适当提升机组运行过程中的机组背压，并使其处于一个标准的真空值，从而保证抽气的温度处于正常状态[3]。

4）对于心容易冻结的单元风筒入口，工作人员要进行封堵，并将散热器的外表面进行全面覆盖。

5）在冬天的时候，实际运行过程中需要保持两台真空泵同时运行，通过提升抽真空能力，将管束内的不凝结气体以及一些其他物质及时抽出，从而确保另一流区域内不出现堵塞现象，保证顺流区内的正常蒸汽能够通过，达到目的。

6）如果系统的一系列回暖措施都不能达到标准要求，那么工作人员就可以采用外部热源来对被冻结的管束进行加热。

4结束语
综上所述，对于火电厂的直接空冷系统来说，空冷机组的发展进步使得整个系统的运行越来越稳定，这也对于整个基础的设计安装以制造各环节的要求越来
越高。

在基础运行过程中，工作人员要强化对于直接空冷系统运行中的全面检查分析，特别是在春秋两个季节，工作人员要加强对于直接供能系统的全面检查工作，对整个系统进行全面的清洁并通过采取科学合理的防冻措施确保系统安全稳定运行，通过这样的方式，能够保证空冷机组在夏天或者是使用高峰期的时候也能够稳定地运行。

参考文献：
[1] 武辛宇，韩国强，孔凡荣.直接空冷散热器冬季冻结原因分析及对策[J].山西电力，2019（2）：46-48.
[2] 李日鑫，孙玉庆.直接空冷系统运行中存在的问题分析[J].山西科技，2019，34（6）：128-130.
[3] 倪伟铭，杜小泽，杨立军，等.大型火电机组母管制空冷系统特性[J].
中国电机工程学报，2019，39（8）：3-13；23.。