火力发电厂直接空冷系统运行导则.docx
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火力发电厂直接空冷系统运行导则
【火力发电厂直接空冷系统运行导则】二次修改稿
（正文）
1范围
1.1本导则规定了火力发电厂直接空冷系统运行的一般性原则及要求。
1.2本导则适用于新建、改（扩）建和运行的直接空冷机组。
2规范性引用文件
下列文件对于本导则的引用是必要的。
凡是注日期的引用文件，其仅注日期的版本适用于本导则；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本导则。
GB3095-2012 环境空气质量标准
GB13223-2011 火电厂大气污染物排放标准
GB12348-2008 工业企业厂界环境噪声排放标准
GB50660-2011大中型火力发电厂设计规范
DL/T552-1995火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法
DL/T244-2012直接空冷系统性能试验规程
DL/T245-2012发电厂直接空冷凝汽器单排管管束
DL/T932-2005凝汽器与真空系统运行维护导则
VGDL/T1052-2007节能技术监督导则
VGB-R131Me导则：
《空冷凝汽器在真空状态下的验收试验测量和运行监控》
3术语和定义
直接空冷系统----以环境空气作为冷源，通过空冷凝汽（散热）器将汽轮机的排汽直接冷凝成水的系统。
总散热面积----与空气接触、进行换热的热交换设备整体传热元件的总外表面积（不含输送排汽和凝结水的管道及其它附件的外表面积）。
初始温差（InitialTemperatureDifference，简称ITD）----直接空冷系统的ITD是指热交换前空冷凝汽器入口设计点排汽温度与冷却空气入口设计点温度的差值。
环境风设计风速----环境风对空冷系统影响的设计标准值，直接空冷在最高处水平排汽管道上部1m处，在此风速和其它设计点条件下，空冷系统能够达到性能考核的要求。
迎面风速----参与换热的冷空气通过空冷散热器管束有效平面区域内的平均流速。
设计气温----根据典型年干球温度统计的“气温---小时”分布表，采用特定计算方法，确定的能反映某一工程气温设计特征的“平均”温度值。
设计背压----设计汽轮机时计算或规定出来的背压，通常指汽轮机低压缸的排汽压力。
阻塞背压----在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫做该工况下的阻塞背压。
空冷凝结水过冷度----汽轮机排汽压力下对应的饱和温度与空冷系统凝结水回水温度的差值。
空冷凝汽器（AirCooledCondenser简称ACC）----直接用空气将汽轮机排汽凝结成水的换热装置。
汽轮机排汽在管束内流动，利用风机在管束外侧强制通风或自然通风，将汽轮机排汽冷凝成水。
顺流管束----直接空冷系统中蒸汽流动的方向与凝结水的流动方向一致的空冷管束。
逆流管束----直接空冷系统中蒸汽流动的方向与凝结水的流动方向相反的空冷管束。
空冷凝汽器列和排----直接空冷系统中同一根蒸汽分配管所依次连接的冷却单元称为列；不同蒸汽分配管相同位置并列的冷却单元称为排（一般情况下，垂直汽机房A列轴线的称为列，平行汽机房A列轴线的称为排）。
冷却单元----直接空冷系统中由若干管束和一套风机组成的一个功能单元。
抽空气温度----将凝汽设备中的空气抽出时，凝汽器与抽真空管连接处的气体温度。
相对湿度----用湿空气的绝对湿度与同温度下湿饱和空气的绝对湿度的比值。
排汽装置----直接空冷系统中，布置在汽轮机低压缸下部的连接汽轮机低压缸和排汽管道，具有凝结水箱、疏水箱、真空除氧功能的设备。
4总则
4.1编制本导则的目的是规范火电厂直接空冷系统的运行操作，指导直接空冷系统性能诊断和安全运行，使直接空冷系统处于良好的工作状态。
4.2本导则规定了直接空冷系统在启动、停运和运行阶段的通用性原则，并对经常性故障进行诊断分析。
4.3本导则对直接空冷系统在不同工况及边界条件下的运行参数等做了明确的规定。
4.4编制直接空冷系统运行规程时，应附有下列技术资料
a）直接空冷系统的构成资料和数据；
b）直接空冷系统设计性能参数；
c）空冷风机的性能参数；
d）直接空冷机组背压对热耗率的影响曲线；
e）直接空冷机组背压对功率的影响曲线；
f）直接空冷系统变工况特性曲线；
g）机组背压运行控制曲线；
h）最小防冻流量曲线。
5直接空冷系统的启动与停运
5.1直接空冷系统的启动
5.1.1启动方式
空冷系统的启动，根据环境温度分为低温启动和常规环境温度启动。
环境温度在2℃以下启动时，属于低温启动，其它环境温度下启动为常规环境温度启动。
5.1.2启动前的检查
5.1.2.1检查并确认现场照明充足。
5.1.2.2检查并确认空冷风机平台各支柱、钢架、楼梯完好无损，周围整齐、清洁。
5.1.2.3检查并确认空冷平台挡风墙固定良好，无变形、无损伤，各部件装配正确，所有螺栓无松动。
5.1.2.4检查并确认各个空冷风机冷却单元内照明良好，无杂物，冷却单元门关闭严密。
5.1.2.5检查并确认各空冷风机风筒防护网、电机及风机附近、空冷散热器管束翅片表面清洁无杂物。
5.1.2.6检查并确认每个散热器管束连接完好，牢固无裂缝。
每个冷却单元的隔墙与散热器管束的接触处密封良好、牢固。
5.1.2.7检查并确认空冷风机的防护网和风机上无杂物。
风机与空冷平台的钢架、栏杆连接牢固稳定，地脚螺栓无松动。
5.1.2.8检查并确认空冷风机叶片无松动、破损，叶片端部与风筒壁无接触磨擦。
5.1.2.9检查并确认减速箱内已注好合格的润滑油，油质透明无杂质，油位正常。
减速箱无渗漏，油温满足要求。
5.1.2.10检查并确认空冷风机振动开关完整良好，各表计齐全完好，指示准确，有关联锁、保护投入。
5.1.2.11检查并确认各空冷风机电机及变频器接线正确、可靠，摇测绝缘合格。
风机电机送电备用。
5.1.2.12检查并确认空冷蒸汽隔离阀传动试验完毕，系统阀门状态正确。
5.1.2.13检查并确认就地和远传监视设备完好，主要测量信号正常。
5.1.2.14空冷风机首次或检修后启动，应进行点动试验，检查风机转向正确。
5.1.2.15检查并确认抽真空系统正常。
5.1.2.16检查并确认防爆装置完好。
5.1.3启动前应具备的条件
5.1.3.1空冷系统所有监视仪表正常。
5.1.3.2辅机冷却水系统投运正常。
5.1.3.3凝结水系统投运正常。
5.1.3.4真空泵组准备就绪。
5.1.3.5空冷风机组准备就绪。
5.1.3.6低温启动时，伴热系统、蒸汽隔离阀具备投入条件。
5.1.4启动步骤
5.1.4.1汽轮机具备抽真空条件，启动真空泵对整个系统抽真空。
5.1.4.2当机组背压低于15kPa.a时，可以向空冷凝汽器进汽。
5.1.4.3缓慢投入汽轮机旁路系统，逐渐向空冷凝汽器进汽。
5.1.4.4根据机组背压情况，停运、启动真空泵。
5.1.4.5根据不同环境边界条件，参数满足表1控制范围，可以增加进汽列或启动空冷风机，直至空冷系统运行正常。
表1不同边界条件下参数控制范围
环境温度（℃）
凝结水温度（℃）
抽空气温度（℃）
≤-40
≥50
≥40
-35~-40
≥45
≥35
-25~-35
≥40
≥25
-15~-25
≥35
≥20
2~-15
≥30
≥15
＞2
不限制
不限制
5.1.5启动注意事项
5.1.5.1向空冷凝汽器进汽时，汽量应逐渐增加，防止背压过高导致防爆膜破裂。
5.1.5.2凝结水温度和抽空气温度没有达到要求时，不允许启动空冷风机。
5.1.5.3低温启动时，尽量安排在白天环境温度较高时段进行。
5.1.5.4空冷风机转速尽量维持一致，逆流段空冷风机转速可以适当降低，防止空冷管束局部过冷。
5.1.5.5低温启动时，注意调整空冷风机变频器室内温度大于15℃，以满足变频器启动要求。
5.1.5.6冬季启动过程中锅炉、旁路系统和汽轮机应相互配合，保证空冷系统在最短的时间内满足最小防冻流量的要求。
5.2直接空冷系统的停运
5.2.1停运状态
a）汽轮机打闸停运，排汽装置内无蒸汽进入；
b）空冷风机全部停运；
c）真空泵停运，汽轮机破坏真空。
5.2.2停运步骤
a）根据机组运行情况逐台停运空冷风机；
b）根据空冷系统防冻需要关闭蒸汽隔离阀；
c）确认汽轮机停运，隔离所有进入排汽装置的汽源；
d）停运所有真空泵，开启真空破坏门；
e）完成其它停运操作。
5.2.3停运注意事项
a）空冷系统停运后，要确保关闭所有进入排汽装置的汽源阀门和疏水门；
b）根据防冻需要，可采取停运空冷风机、关闭蒸汽隔离阀等措施，满足空冷系统最小防冻流量要求；
c）在冬季严寒地区，停机时满足最小防冻流量允许运行时间要求，禁止在低于最小防冻流量下长时间运行；
d）冬季机组故障停运后，及时停运所有空冷风机。
5.2.4空冷系统的保养
a）机组停运1周，应采取空冷系统放水或抽真空的方法保养；
b）机组停运时间超过1周，采用压缩空气吹扫的方法保养；
c）机组停运时间超过2个月，采用充氮气保养方法。
6直接空冷系统的运行与试验
6.1直接空冷系统的运行
6.1.1运行总体要求：
6.1.1.1定期进行机组真空严密性试验，试验结果应在合格标准范围内，否则应及时组织人员进行真空系统查漏、堵漏工作。
6.1.1.2空冷风机启动过程按照先启逆流风机、后启顺流风机的原则进行；停运过程相反。
6.1.1.3对同一位置不同测点和不同位置相关测点进行对比分析，确保测量仪表显示正确。
6.1.1.4空冷系统运行时必须保证空冷各冷却单元门关闭。
6.1.1.5运行中应对表2所列各项参数进行监视。
表2空冷系统运行监视参数
序号
测量项目
符号
单位
测点位置
1
低压缸排汽压力
Pk
kPa.a
排汽装置喉部
2
低压缸排汽温度
Te
℃
汽轮机排汽口
3
空冷系统进汽压力
Pk
kPa.a
排汽母管
4
空冷系统进汽温度
Te
℃
排汽母管
5
空冷凝结水温度
tc
℃
各列凝结水支管水平段
6
抽空气温度
tq
℃
凝汽器与抽真空管连接处
7
环境温度
th
℃
风筒入口处
8
大气压力
Pd
kPa.a
9
风速
v
m/s
锅炉房顶部
10
风向
度
锅炉房顶部
11
风机电机频率
p
Hz
12
风机电机电流
I
A
13
凝结水溶氧
O2
ppb
凝结水泵出口
14
凝结水过冷度
Tn
℃
15
凝结水电导率
KH
µS/cm
凝结水泵出口
16
热井水位
L
mm
热井
17
抽真空压力
pq
kPa.a
真空泵入口
18
真空泵工作液温度
tZY
℃
真空泵冷却器热端入口
19
真空泵冷却水温度
tZS
℃
真空泵冷却器冷端入口
20
管束温度（有温度场机组）
tgs
℃
管束表面
6.1.2夏季运行
6.1.2.1机组高背压运行期间严格按照“空冷机组背压运行限制曲线”（参见附录A）控制机组负荷。
当机组带大负荷且较高背压运行时，应严密监视汽轮机各低压缸背压值，根据各个低压缸背压的高值作为限制机组负荷的依据。
6.1.2.2机组在高背压运行期间，根据当地气象条件，控制背压值与背压保护曲线间应留出足够余量（10~25kPa），防止大风造成背压突变引起跳机事故。
6.1.2.3应根据空冷管束翅片脏污程度进行清洁，保证空冷管束散热效果。
6.1.3冬季运行
6.1.3.1根据不同环境边界条件，控制凝结水温度≥25℃，凝结水过冷度＜6℃，抽空气温度≥15℃。
6.1.3.2对各列凝结水温度、抽空气温度进行监视和对比，当某列温度偏低或出现较大偏差时，应及时调整空冷风机转速，必要时停运风机或反转逆流段风机，防止空冷管束冻结。
6.1.3.3巡检时对空冷散热面温度测量，特别是散热管束边角处表面温度，发现温度偏低时，及时进行调整，必要时采用风机倒转回暖、适当提升机组背压或启动备用真空泵等措施。
6.1.3.4冬季机组在低负荷运行期间，确保空冷凝汽器进汽量大于最小防冻流量，可采用关闭蒸汽隔离阀、或封堵风筒入口、散热器翅片外表面等防冻方法。
6.1.3.5蒸汽隔离阀存在不严缺陷，运行中禁止关闭。
6.1.3.6严寒地区运行机组，空冷风机宜采用多台数低频率运行方式。
6.1.3.7严寒地区宜在各列蒸汽隔离阀、凝结水回水隔离阀、抽空气阀门等位置增加伴热，极严寒地区还应在抽空气阀门前管道增加伴热，满足现场防冻需要。
6.1.3.8空冷散热器管束发生冻结的处理方法
a）适当提高机组背压，提升空冷凝汽器进汽温度；
b）提高机组负荷增加空冷凝汽器进汽量；
c）采用逆流风机反转等措施对冻结单元进行回暖加热；
d）对冻结单元风筒入口、散热器翅片外表面进行封堵；
e）采用外部热源对冻结单元进行加热。
6.2直接空冷系统的试验
6.2.1真空系统严密性试验
6.2.1.1在下列情况应进行真空严密性试验
a）机组或空冷系统检修前、后；
b）停机时间超过15天；
c）正常运行中每月1次；
d）单列抽空气温度、凝结水温度显示异常下降；
e）凝结水溶氧超标原因不明时。
6.2.1.2真空严密性试验条件
a）汽轮机运行正常，蒸汽参数稳定;
b）机组负荷稳定在80%额定负荷以上；
c）汽轮机轴封系统、抽真空系统运行良好，背压≤30kPa.a且稳定；
d）空冷风机运行数量及转速固定；
e）环境条件稳定（无雨、雪等），环境温度无明显变化，风速小于3m/s。
6.2.1.3试验步骤
a）试验前记录机组负荷、低压缸排汽压力和温度、环境温度等参数；
b）试验开始，关闭真空泵入口门；
c）解除真空泵联锁，停止真空泵；
d）半分钟后开始记录，每隔1分钟记录机组负荷、低压缸排汽压力和温度等参数，时间8分钟；
e）试验结束后启动真空泵，开启真空泵入口门，恢复真空，投入真空泵联锁。
6.2.1.4试验期间注意事项
a）为保证机组在试验期间安全运行，试验时将背压控制在安全范围内；
b）试验中严密监视汽轮机各轴承振动、轴向位移、胀差、排汽温度等；
c）试验期间若背压急剧上升，应立即停止试验，启动真空泵，查明原因。
6.2.1.5真空严密性指标计算
用后5分钟背压变化的平均值作为真空严密性试验指标。
6.2.1.6真空严密性评价标准
真空严密性指标≤100Pa/min为合格。
真空严密性指标≤50Pa/min为优秀。
6.2.2直接空冷系统性能诊断试验
6.2.2.1试验目的：
评价空冷系统性能状态，诊断设备及运行存在的问题，提出改进建议，提高空冷系统运行性能，使空冷系统经济运行。
6.2.2.2适用范围：
新建、改（扩）建和A级检修后的发电厂汽轮机直接空冷系统。
6.2.2.3试验应遵循电力行业标准DL/T244-2012《直接空冷系统性能试验规程》。
6.2.3直接空冷系统运行优化试验
6.2.3.1试验目的：
通过优化试验确定不同环境温度下，机组不同负荷时空冷风机的最佳运行方式。
6.2.3.2通过汽轮机组和空冷系统性能试验得到下列关系
a）不同负荷下，机组背压对汽轮机出力的影响关系；
b）不同负荷、不同环境温度下，机组背压与空冷风机转速的关系；
c）不同环境温度下，空冷风机功耗与转速的关系。
通过以上关系确定空冷风机的最佳运行方式。
7直接空冷系统故障诊断
7.1空冷系统泄漏
7.1.1现象
a）真空系统严密性降低；
b）机组背压升高；
c）单列抽空气温度、凝结水温度异常；
d）凝结水过冷度增大；
e）凝结水溶氧增加。
7.1.2主要泄漏部位
a）空冷系统防爆门；
b）空冷凝汽器散热管束、焊缝；
c）排汽管道及分配管人孔法兰、焊缝；
d）空冷系统抽空气管连接法兰等；
e）空冷系统凝结水管。
7.2空冷散热管束冻结
7.2.1现象
a）部分空冷管束金属表面温度低至冰点以下；
b）单列凝结水温度显示异常下降，抽空气温度下降；
c）散热管束内存在异音；
d）机组背压升高或空冷风机频率增加；
e）管束出现弯曲变形；
f）排汽装置热井水位异常降低。
7.2.2主要原因
a）进入空冷散热管束的蒸汽流量小；
b）机组启动过程中过早开启蒸汽隔离阀；
c）空冷凝汽器进汽量低于最小防冻流量长时间运行；
d）空冷凝汽器积存大量空气，蒸汽进入空冷凝汽器；
e）真空系统严密性差；
f）蒸汽隔离阀内漏；
g）散热器局部过冷，调整不及时。
7.3凝结水回水管路振动
7.3.1现象
凝结水回水管路振动，噪音大。
7.3.2主要原因
a）空冷凝结水回水管路堵塞；
b）管道固定支架刚性差；
c）管道布置结构不合理，凝结水回水流速过快，对管道形成冲击；
d）各列凝结水温偏差大；
e）管道存在漏气点。
7.4空冷岛热风回流
7.4.1现象
a）汽轮机背压大幅度波动或升高；
b）在自动状态下的空冷风机频率升高；
c）机组负荷下降；
d）相同频率下空冷风机电流偏差增大。
7.4.2原因
a）环境风速过大；
b）空冷风机转速分布不合理。
附录A600MW空冷机组背压运行限制曲线示例
说明：
1.曲线
（1）为高背压保护65kPa跳机曲线，在机组任意负荷下无延时跳闸；
2.曲线
（2）为高背压保护60kPa报警曲线；
3.曲线（3）为汽轮机背压保护跳机曲线，根据负荷情况延时15分钟跳闸；
4.曲线（4）为汽轮机背压保护报警曲线；
5.曲线（5）为汽轮机阻塞背压线，运行中不低于汽轮机阻塞背压运行工况；
6.图中虚线区域为背压保护延时15分钟区域。
附录B汽轮机组空冷系统最小热负荷表
气温
ACC最小热负荷（MW）
达到最小热负荷时允许的运行时间
不关隔离阀
关隔离阀1只
关隔离阀2只
关隔离阀3只
关隔离阀4只
最小防冻热量
最小防冻流量
最小防冻热量
最小防冻流量
最小防冻热量
最小防冻流量
最小防冻热量
最小防冻流量
最小防冻热量
最小防冻流量
℃
MW
kg/s
MW
kg/s
MW
kg/s
MW
kg/s
MW
kg/s
h
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
附录C蒸汽压力与饱和温度对照表
压力P（kPa.a）
饱和温度ts（℃）
压力P（kPa.a）
饱和温度ts（℃）
5
32.90
33
71.33
6
36.18
34
72.03
7
39.02
35
72.71
8
41.53
36
73.37
9
43.79
37
74.02
10
45.83
38
74.66
11
47.71
39
75.28
12
49.45
40
75.89
13
51.06
41
76.48
14
52.57
42
77.06
15
54.00
43
77.63
16
55.34
44
78.19
17
56.61
45
78.74
18
57.83
46
79.28
19
58.98
47
79.81
20
60.09
48
80.33
21
61.14
49
80.84
22
62.16
50
81.35
23
63.14
51
81.84
24
64.08
52
82.33
25
64.99
53
82.80
26
65.87
54
83.27
27
66.72
55
83.74
28
67.55
56
84.19
29
68.35
57
84.64
30
69.12
58
85.09
31
69.88
59
85.52
32
70.61
60
85.95
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