1、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4
2、m/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 14.513.5303凝汽器压力Kpa1212286.5塔散热量MW827.38886940.2863.77冷却水量M3/h69710697106971047600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
3、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
4、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
5、 二氧化硅: 20 ug/L 硬度: 0 umol/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 +6C,
6、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:t22(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:t18(3 取2 逻辑,最小值2):在温度控制
7、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:t8(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-10t2,则应保证T40; 当-15t-10,则应保证T45; 当 t-15,则应保证T50;特别说明:
8、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
9、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
10、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
11、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261
12、0-2370mm 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
13、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
14、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
15、百叶窗的开度,保持扇形段出水温度3035(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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