间冷防冻措施.docx
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间冷防冻措施
间冷防冻措施
我厂600MW机组采用表面式凝汽器间接空冷系统，冷却设备为带垂直布置空冷散热器的自然通风冷却塔（间冷系统），间冷系统采用单元制，包括循环水系统、空冷器的补水稳压系统、充氮保护系统、充水，排水和清洗等系统。
其工艺流程：
循环水经表面式凝汽器的水侧通过表面换热冷却汽轮机排气，受热后的循环水由循环水泵用管道送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，水被冷却后，再返回凝汽器。
空冷循环水系统采用密闭循环，水质为除盐水。
•主要设计参数
•设计汽温：
14.5℃；
•设计凝汽器排汽压力：
12Kpa；
•设计塔的散热量：
886MW；
•冷却水量：
69710m3/h；
•塔外10米高处风速不大于4m/s；
•大气中无逆温层存在。
不同工况参数保证值
项目
单位
TH（热效率验收况）
TMCR（最大连续工况）
TRL（铭牌工况）
阻塞背压工况
环境干球温度
℃
14.5
13.5
30
3
凝汽器压力
Kpa
12
12
28
6.5
塔散热量
MW
827.38
886
940.2
863.77
冷却水量
M3/h
69710
69710
69710
47600
汽轮机阻塞背压
空冷机组的阻塞背压循环水冷却机组的极限真空是一个意思，是指汽机末级叶片出口处的蒸汽流速接近该处的音速水平时的背压。
它与汽轮机进汽量相关，不同的进汽量有不同的阻塞背压。
汽机背压小于阻塞背压时热耗增加（原因为蒸汽在末级叶片形成紊乱的膨胀而引起的附加损失），同时末级叶片形成的紊乱汽流，还可能造成汽轮机振动增大，对汽轮机安全运行构成威胁。
一般汽轮机的最低运行背压要高于阻塞值2KPa左右。
散热器的冻裂条件分析：
循环水在翅片管内流动时，中心区为紊流区，管壁附近为层流区。
理论分析认为紊流区流体放热以对流放热为主，层流区流体放热以传导放热为主。
流体在翅片管内层流区的厚度与流体的流速有关，流速越小，层流区越厚。
当流速减小到一定程度时，椭圆形翅片钢管内流体完全转变为层流，流体宏观上接近于静止状态。
这时流体放热以传导放热为主。
随着流体对管壁放热，其温度不断下降。
当温度下降至0℃以下时，流体开始冻结。
冻结初期在管内行成一个冰壳，或部分管段形成冰壳，冰壳内部裹着水，冻结过程的继续使得冰壳逐步加厚，产生体积膨胀而使椭圆钢管变圆甚至冻裂。
如果在这个过程中，循环水的回水温度本身就低，那就会大大缩短水变成冰的时间，造成散热器的冻坏。
⏹原则上说造成空冷散热器冻结的原因有如下2个：
1、环境温度低于0℃，2、散热器管内水流减慢或停止。
⏹环境温度是无法人为控制的，只能通过调节百叶窗的开度来调整通过散热器的进风量。
而运行中影响散热器管内水流速度的原因有以下几项：
1、运行中循环水泵故障或系统严重泄漏；
2、局部泄漏，造成流动分布变化；
3、水质较脏，造成散热器管束局部堵塞；
4、充水时氮气管出气不畅、造成管束局部夹气；
5、局部风速过大等。
循环水水质指标如下：
⏹输送介质：
二级除盐水
⏹二氧化硅：
≤20ug/L
⏹硬度：
≈0umol/L
⏹电导率：
≤0.2us/cm
⏹PH：
9-10
空冷系统主要保护装置
出现下列情况之一安全排水伐自动开启（有扇区投入）
•环境温度低于＋2℃时，冷却水系统中无水循环；（循环泵全部停运）
•环境温度低于+2℃时,任一扇区出水温度＜16℃，出现排水故障延时180s
下列情况下，运行的扇形段自动排水
•环境温度低于＋2℃时扇形段出口温度低于16℃。
延时120s
•环境温度低于＋2℃时，扇形段内无水循环。
（无循环泵运行）
扇形段排水的两种形式
•将水关闭在扇形段中（如果排水选择开关在水关位）；
•将水从扇形段中排出（如果排水选择开关在全排位）；
•注意：
如果空冷塔外环境温度t<+6°C，排水选择开关自动到全排位，并且水关位被抑制。
温度控制功能组
•温度控制功能组控制的前提条件：
1、至少有一台循环水泵在运行
2、该扇形段温度控制自动按钮投入
3、该扇形段处于充满状态
•运行模式取决于实际环境空气温度，间接空冷系统分为冬季运行工况和夏季运行工况，以2℃和6℃作为冬夏运行的分界点。
•“温度控制”功能组会对凝汽器压力、主冷水管出水温度、各扇形段出水温度一起进行检查。
通过控制冷却塔总的回水温度间接地控制汽轮机凝汽器的背压
•保护模式1-扇形段出水温度：
t＜22℃（3取2逻辑，最小值1）：
在温度控制自动模式下，百叶窗关闭；
•保护模式2-扇形段出水温度：
t＜18℃（3取2逻辑，最小值2）:
在温度控制自动和手动模式下，百叶窗超控关闭；
•保护模式3-冷却柱表面温度：
t＜8℃（4个中的最小值）：
在温度控制自动和手动模式下，百叶窗关闭。
冷却柱温度:
•每个扇形段有4个冷却柱表面温度，用来测量冷却柱温度最低的部分。
这些测点的目的是尽量使在冬季（迎风侧冷却三角的温度会与扇形段出口温度不同）强冷风所带来的冰冻的可能性降到最小。
冬季充水条件
•冬季运行工况主热水管进水温度＞T且本扇形段所有百叶窗关闭
•冬季条件下，主热水管进水温度必须满足如下，方可进行扇段的充水：
•冷却塔外环境温度t（＞2℃为夏季工况）
•当-10℃＜t≤2℃，则应保证T＞40℃；
•当-15℃＜t≤-10℃，则应保证T＞45℃；
•当t≤-15℃，则应保证T＞50℃；
特别说明：
当冷却塔外环境温度t≤-10℃时，应尽量避免对扇形段进行充水。
一般充水过程应该安排在白天气温较高的情况下进行。
•注意：
只有在以上条件均满足的情况下，扇形段才可以进行充水工作。
严格按照DCS逻辑要求的步骤进行自动充、排水操作，塔旁路阀必须投入自动。
•遵守DCS程序进行充、排水过程，可以有效降低扇形段内散热器的夹气现象。
扇形段的充、排水工作属于间冷系统的一项重大操作，每次操作之前安排2名熟悉就地设备运行人员就地观察。
在充、排水过程中，如有异常，请及时手动将阀门操作到位、进行充、排水工作。
满足冬季充水要求的循环水进水温度。
。
在冬季模式下，最少运行2台循环泵和投8-10段较为适宜。
投8个扇形段时1-5投4组，6-10投4组保证塔旁路门在关闭位置，以提高循环水流动速度。
且在冬季运行过程中，各扇形段百叶窗的最大开度不应大于30%。
（开度在40%以上空气流动速度突变增加）
冬季运行维护
1、在冬季运行模式下，环境温度＜-10℃时运行人员，轮流将各扇形段的百叶窗关闭20分钟（整个过程持续200分钟）。
2、在冬季运行模式下，应每2-4小时，（环境温度＜-15℃每2小时）安排人员在冷却塔内检查一遍。
检查运行扇形段温度（用红外线测温仪，如有温度小于6℃则将其对应百叶窗关闭）有无漏水现象，管束翅片表面有无变形，阀门开度是否正常、百叶窗执行器是否开度一致，有无咔塞。
百叶窗执行器如果出现故障，百叶窗务必全关。
一旦发现有扇形段管束出现漏水，应及时通知主控运行人员进行扇形段的排水操作。
（最低温度一般出现在下排冷却器1/2-3/4高度处，需重点作为测温部位）
3、维持各扇形段出水温度30-38℃。
（环境温度越低维持扇形段出水温度越高）
4、各扇形段百叶窗的最大开度不应大于30%。
（迎风处和背阴处可适当关小）
5、对故障百叶窗可将其就地关闭严密，不对其进行开启，待汽温回升后在作处理）
6、每天白班中午对两个扇形段百叶窗活动试验，发现异常及时处理。
（开度在0-30%之间活动）
7、维持机组背压在10-12Kpa（环境温度低时维持高一些）
8、机组甩负荷时应立即将所有百叶窗关闭，发现有关闭不了的就地将其关闭。
此时应加强就地测温。
9、机组跳机后应立即将所有百叶窗关闭，发现有关闭不了的就地将其关闭。
如不立即启动可将扇形段退出运行。
此时应加强就地测温。
10、任何工况在扇形段出水温度＜20℃，通过调整百叶窗无法提高应立即将该扇形段退出运行。
11、严密监视各扇形段冷却柱温度，通过调整百叶窗必须保证在10-12摄氏度以上。
12、出现全厂停电事故或循环泵掉闸且间冷电动门、紧急泄水阀无法操作时，应立即就地打开紧急泄水阀。
13、控制地下水箱水位，防止系统在水平衡破坏后，扇形段紧急泄水后地下水箱满水，扇形段水放不尽将扇形段冻坏。
地下水箱水平衡
•扇形段未投：
水位维持3200mm
•扇形段投一组：
水位维持2880-2610mm
•扇形段投二组：
水位维持2610-2370mm
•扇形段投三组：
水位维持2370-2150mm
•扇形段投四组：
水位维持2150-1940mm
•扇形段投五组：
水位维持1940-1730mm
•扇形段投六组：
水位维持1730-1520mm
•扇形段投七组：
水位维持1520-1310mm
•扇形段投八组：
水位维持1310-1090mm
•扇形段投九组：
水位维持1090-860mm
•扇形段投十组：
水位维持860-560mm
膨胀水箱水平衡
•1、3250mm高报警水位，补水泵、充水泵超控停止。
•2、3150mm充水水位。
•3、1300mm正常水位高二值，放水电动门开。
•4、1100mm正常水位高一值，放水电动门关。
•5、800mm正常水位，补水泵、充水泵停止。
•6、600mm缺水水位，补水泵启动。
•7、400mm水位低一值，充水泵启动。
•8、150mm水位低二值，循环泵保护停止。
14、膨胀水箱防冻措施
正常运行过程中，膨胀水箱水温小于15℃，环境温度小于2℃，膨胀水箱水位低于850mm，启动补水泵，关循环水热水放水门，关膨胀水箱放水门，膨胀水箱水位高于1300mm，停止补水泵，循环水热水放水门及膨胀水箱放水门开3s停止。
15、在冬季应减少调峰深度，尽量避免快速增减负荷。
16、监盘人员随时检查下列项目
-凝汽器温度、循环泵出口温度
–凝汽器真空
–凝汽器水位
–地下水箱水位
–循环泵出口压力
–＃1-10扇形段各伐门状态
–＃1-10段出口温度、冷却柱温度及百叶窗开度
–冷却水主管道冷水温度
–塔内、塔外环境温度
–运行设备电机电流
–循环泵及电机、轴承温度。
–操作盘各设备伐门开关指示报警信号等。
（特别是紧急泄水阀）
17、巡查值班人员应定时进行下列检查
空冷塔值班人员应进行下列检查：
各扇形段进出口伐、排水伐的位置；各伐门系统泄漏情况；扇形段出口温度；百叶窗开度及百叶窗执行机构的运转情况；充水扇形段的连接伸缩节是否泄漏；扇形段顶部氮气管是否泄漏；紧急泄水伐油系统是否泄漏；液压箱油位；油压在16-19Mpa;充水泵、补水泵运转情况，各段三角形测量温度、氮气系统压力情况、储水箱水位情况。
空冷系统停运
1、接到机组停运命令后，随着机组负荷的降低逐渐关小扇形段百叶窗的开度，保持扇形段出水温度30～35℃（冬季）。
2、检查地下水箱水位是否正常，水位高时就地排水至正常水位，防止地下水箱水位过高，扇形段排水后造成地下水箱水位太高。
3、在停机过程中，根据扇形段出水温度（＜30℃）进行扇形段排水。
（就地安排人员）
4、应检查扇形段百叶窗全部关闭，维持扇形段运行，但扇形段出水温度低于25℃时应立即排水。
5、停机过程中空冷塔值班员应检查各扇形段百叶窗全部关闭，维持地下水箱水位在3250mm以下。
如发现地下水箱水位高应立即查明原因采取措施。
6、停机后检查系统各阀门位置正确，严密监视地下水箱水位在3250mm以下。
故障处理：
1、紧急泄水伐故障的处理
1.紧急泄水伐故障开启后，检查消除开启紧急泄水伐原因后，应立即远方操作关闭紧急泄水伐，如远方
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