空冷系统

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空冷的作用：通过电能除去蒸汽的汽化热,使蒸汽冷却成水.空冷的理想工作状态: 排气温度=冷却水 温度即:空冷只除去了汽化热,而不发生任何过冷。
名词解释： 直接空冷系统：又称空气冷凝系统，是指汽轮机排气直接用空气来冷却，空气与蒸汽进行热交换。 冷却空气用机械通风方式供应。 过冷度：所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值。 不凝结气体：在工作条件下不能凝结为液体的气体，通称为不凝结气体。通常指溶于或混杂在流体 内的空气等。
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空冷凝汽器风机保护条件
1)齿轮箱内油压低于0.05MPa时，风机跳闸。 2)空冷风机齿轮箱电加热器温度低（5℃），手动启加热器，并报警。 3)空冷风机齿轮箱电加热器温度高（20℃），自动停加热器。 4)空冷风机振动达2g（g为重力加速度）时，联跳风机。 5)电机线圈温度高高（模拟量>145℃，3取1，速率判断小于5℃/s），联跳风机。 6)电机线圈温度高延时5min（模拟量>140℃且非坏点，3取1），联跳风机。 7)齿轮箱油温达高高值（120℃）时，联跳风机。
空冷系统
目录
系统概述
系统流程及设备简介
空冷系统的启停
系统的正常运行检查及联锁
系统概述
• 发电厂采用翅片管式空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为空 冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。根据理论计算和实测结果，与同容量湿冷 机组相比，空冷机组冷却系统本身可节水97％以上。全厂性节水约65％，即相同数量的水，可建设 的空冷机组比湿冷机组的规模大三倍。所以，空冷机组是“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发 电厂的最佳选择。 我厂空冷设备是引进德国GEA型2×60万千瓦火电机组直接空冷凝汽器系统。空冷凝汽器 （ACC）的工作原理是通过向大气释放热量对汽机排气或汽机旁路来的蒸汽进行冷凝，凝结水在重 力的作用下排入汽机排气箱下的主凝结水箱，再由凝结水泵送回汽轮机的回热系统。
• • • • • • • • • • 1)轴流风机风筒与风机桥架的连接螺栓应无松动。 2)轴流风机轮毂与减速箱输出轴的锁紧螺栓应锁紧。 3)检查轴流风机轮毂轴套与风机轮毂支板的连接螺栓应锁紧。 4)检查风机叶片安装角度应一致。 5)检查现场清洁无杂物。 6)检查电动机和启动设备的接地装置应完整良好，接线良好。 7)检查齿轮箱油位、油温正常（否则启动电加热器）。 8)启动齿轮油泵，油压正常。 9)初次或大修后启动时先点动变频器开关，使风机转动（时间不超过30秒），检查风 机旋转方向是否正确，迎气流看风机叶轮应顺时针方向旋转。 10)试转测定风机的振动值，风机允许振动值小于6.3mm/s，否则应停机检查，查明原 因，排除故障后方可重新启动运转。
正常运行中维护检查及联锁条件
• 空冷及抽真空系统运行中的检查与维护
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1－锅炉 2－过热器3－汽轮机 4－空冷凝汽器 5－凝泵 6－ 凝结水精处理7－轴封加热器 8－低压加热器 9－除氧器 10 －给水泵 11－高压加热器 12－汽轮机排汽管道 13－轴 流冷却风机 14－立式电动机 15－凝结水箱 16－除铁器 17－发电机
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排汽与疏水部分 蒸汽从排气装置流入两根大孔径管道，在两根大孔径管道的上方分成8根蒸汽立管和配气管， 蒸汽通过这些管道流入凝汽器。在两根大孔径管之间设有一根平衡管，目的是平衡两排汽箱之间的 压力。凝汽器的下方是凝结水管道，用来收集凝汽器内蒸汽冷凝后形成的凝结水。在第1、2列和第 7、8列的入口蒸汽侧各装有一台隔离阀，在这四列凝结水管上各装有一台隔离阀和一台旁路阀。这 样设计的目的是在冬季防冻之用。凝结水隔离阀的旁路阀的作用是，当蒸汽阀和凝结水隔离阀都关 闭后通过旁路阀排水。另外，在两根大排气管道上各设置了两个安全爆破膜，避免发生过压现象而 破坏空冷凝汽器。 抽真空管 在每列空冷凝汽器的3、6排分别设有抽真空管，以建立或维持凝汽器的真空。在每列抽空气管 上均设有一台隔离阀。另外在1、2、7、8列上还设有旁路阀，其目的是：当蒸气隔离阀全关，对应 的凝结水隔离阀和真空隔离阀都关闭后，通过旁路阀维持被隔离管排处于真空状态。 变频器及风机 每台空冷机组配置56台风机（其中：16台为可逆转风机）。每台风机配置一台变频器。我厂两 台机组共配置112台变频器。 一个空冷凝汽器系统包括放置在室外并适合于自然环境的带有齿轮箱的轴流风机, 所有这些由 电机驱动的风机都要采用变频器。
•直接空冷系统（ACC）启动
•1)检查汽轮机润滑油系统、盘车装置、顶轴系统、轴封系统、凝结水系统投入。 2)启动三台水环真空泵，系统抽真空。 •3)当汽轮机的真空达到57.8kPa（背压30kPa）时，完成真空系统的预排汽工作。 •4)开启高、低压旁路向空冷凝汽器中通入一定量的蒸汽，冬季通入的蒸汽应满足最低防冻流量（在四个蒸 汽隔离阀关闭的情况下，以机组背压30kPa的饱和蒸汽温度计算）如下表： •环境温度（℃） -5 -10 -15 -20 -25 -30 •最小流量（T/H） 101.6 133.9 170.6 213.5 260 316 •5)当汽轮机的真空达到72.8kPa（背压15kPa）左右，冬季背压为6kPa时，完成了启动期间的抽真空工作， 设定背压为20kPa，此时空冷凝汽器可以开始接受全部蒸汽。 •6)当汽轮机的真空达到72.8kPa（背压15kPa）后，保留一台真空泵运行，使另外两台泵处于备用状态，备 用真空泵“备用投入”。 •7)根据环境温度，决定执行00～13步或执行00步及9～13步，以及何时更换13步为13A步，详见风机转速 控制图表1。 •8)启动步序： •为保证防冻暖管措施的实行，最先启动3、6列，最后停3、6列。
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空冷系统操作注意事项 1)启动所有真空泵，建立真空。当背压达到指定值(冬季6kPa；夏季15kPa)后，抽真空旁路阀自动 关闭，C真空泵自动停运，正常情况下,保留一台真空泵运行，维持真空。 2)启动时背压设定值应高于实测值,以防风机过早地(在没有蒸汽进入时)被启动。 3)保持空冷操作在自动模式下。随着蒸汽流量的增加,测量值高于设定值并超出死区后,风机自动启 动。 4)冬季启动空冷时，必须满足设计要求的最低蒸汽流量。 5)严禁在手动模式下启动空冷；严禁强制某些保护逻辑。 6)抽空气温度低，在循环加热和防冻保护都不起作用时，可以在手动模式下将逆流风机进行反转。 注：风机反转前必须确证所要反转的风机已停转。 7)避免过热蒸汽进入空冷。 8)每月做一次真空严密性试验。 9)发生泄漏时，及时消缺。在冬季，应增启真空泵。在保证汽机安全的情况下,适当提高背压设定值。 10)背压设定值的大小，取决于是否出现过冷。以不出现过冷为宜。 11)空冷的手动操作只能用于极端异常情况，手动操作时，必须满足： ①逆流风机速度不低于顺流风机速度。 ②开启和关闭蒸汽阀时,必须保证满足系统最小蒸汽流量。 ③遵循逻辑规定的风机启动顺序。
•自启动顺序如下： •1)步骤：00步为1～8排空冷凝汽器均处于自然对流状态。即各冷却风机均处于停运状态，且 空冷凝汽器进汽阀、凝结水疏水阀及抽真空阀均在开启状态。 •2)步骤：0步为3～6排空冷凝汽器均处于自然对流状态，2、7、1、8排则处于隔离状态。 •3)步骤：1～4步，启动3、6列冷却风机，按4、5、3、6排顺序依次投入冷却风机运行。 • 4)步骤：5～8步，启动3、6列冷却风机，按2、7、1、8排顺序依次投入冷却风机运行，且在 各排风机投入前先将该列空冷凝汽器隔离阀打开。。 •5)步骤：从9～13步，启动1～8排的其它排冷却风机，其各排成组投入的顺序是：4、5、2、 7、1列依次成组投入运行。
单元模块
低压饱和乏汽
排出的不凝气体含20公斤/时 空气和48公/时的蒸汽
蒸汽含量99.999%和20公斤/时空气进入空冷
蒸汽
冷却用风
逆流管束.蒸汽和冷 却水的方向相反
顺流管束.蒸汽和冷 却水的方向一直
冷却水
未被冷却的蒸汽和不凝气体 进入逆流管束
冷却水被收集
空冷系统的启动
• 直接空冷风机启动前的检查项目
顺控建立真空
• ①在真空系统画面点击“建立真空”→“启动”→“确认”→抽真空旁路门开启→空冷凝结水阀电动门、 空冷抽真空电动门开启→进汽隔离阀开启 • ②真空泵A、B、C启动 • ③防冻模式（环境温度3取3≤﹣3℃）下背压小于6kPa，非防冻模式（环境温度3取3≥3℃）下背压小于 15kPa真空建立，C真空泵自动停运，抽真空旁路门自动关闭（冬季模式下进汽隔离阀关闭，关后延时15 分钟关闭凝结水电动门及抽真空电动门，空冷顺控自动投入，夏季模式启动所有3、6列风机，随后加步） 防冻模式 • ①环境温度持续低于-3℃五分钟时，启动防冻保护。当环境温度持续高于+3℃五分钟时，防冻保护关闭。 • ②回暖加热：环境温度＜﹣3℃，且STEP≠0，逆流风机从第一排开始停五分钟后启动，隔2分钟停下一排 逆流风机，1小时循环一轮；环境温度＞3℃，回暖加热停止。 • ③反转条件： • a环境温度＜﹣10℃ • b3、4、5、6排的任何一个抽空气温度＜5℃ • cSTEP=0 • 结束：STEP≠0或全部抽真空温度大于30℃ • ④运行排一半以上排凝结水两个温度测点均＜25℃，背压设定值自动增加3kPa，30分钟后凝结水温仍＜ 25℃，背压设定值再自动增加3kPa，之后当所有凝结水温度测点均＞30℃，背压设定值自动减3kPa，此 时若背压设定值仍比原设定值大3kPa，30分钟后所有凝结水温度测点均＞30℃，背压设定值再自动减 3kPa到原设定值。 当进行到第十三A步时，环境温度＞20℃（三取三），风机频率可增至55HZ。 当进行到第十三B步时，环境温度＞29℃（三取三），风机频率可增至58HZ。 • 注：在空冷运行过程中，抽空气温度低时，可以在手动模式下，反转逆流风机(反转仅限于逆流风机)，风 机反转前必须确证所要反转的风机已停转。
系统流程及设备简介
空冷凝汽器是由8列，每列7排“A”屋顶型铝钢翅片管排构成。每列的7个分凝汽器中， 3、6排为辅凝汽器，1、2、4、5、7排为主凝汽器，主凝汽器为顺流，辅凝汽器为逆流 （冷凝后的凝结水的流动方向与蒸汽流动方向相同为顺流，流动方向相反为逆流）。每个 凝汽器包含10个管束，每个管束包含41根管道，即每个凝汽器是由410根铝钢管构成。屋 顶下方布置的轴流风机迫使空气流过散热翅片，使得翅片内的蒸汽降温凝结成凝结水。
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空冷系统防冻逻辑
1)环境温度持续低于-3℃五分钟时，启动防冻保护。当环境温度持续高于+3℃五分钟时，防冻保护 关闭。 2)当冷凝水温度之一低于25℃，汽机背压设定值增加3kPa。30分钟后如果冷凝水温度仍旧低于 25℃，再随后增加3kPa。 3)逆流风机(每排的3,6单元)依次间隔地停止运行5分钟。 4)空冷启动期间当环境温度低于-10℃时,3、4、5、6排的逆流风机(3,6单元)以20HZ反转，当某列抽 汽温度高于30℃时，该列反转结束。 注：在空冷运行过程中，抽气温度低时，可以在手动模式下，反转逆流风机(反转仅限于逆流风机)， 风机反转前必须确证所要反转的风机已停转。