直接空冷系统发生冰冻原因分析和对策

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1、直接空冷系统发生冰冻的原因分析和对策-机电论文直接空冷系统发生冰冻的原因分析和对策焦东新（大同煤矿集团同达热电有限公司，山西大同037001）摘要：直接空冷系统广泛应用于北方热电联产机组，冬季供热与空冷防冻矛盾突出，防冻措施不到位会直接影响机组安全运行和稳定供热。现阐述空冷发生冰冻的原因、防冻的具体措施及发生冰冻后的解决办法。关键词：直接空冷系统；冰冻；原因；措施；处理方法1直接空冷系统冰冻的原因1.1热源和冷源不匹配空冷岛发生冰冻源于热源和冷源的较量，理论上讲，进入空冷岛的蒸汽携带的热量只要能使蒸汽和凝结水通过的金属管道壁温不低于0℃，

2、蒸汽或凝结水就不会在金属表面结冰。如果进入空冷岛的热量不足，难以保证散热器管束和凝结水管道金属温度保持0℃以上，那么凝结水在此金属表面上就要结冰，从而严重损坏散热器管束、凝结水和进汽管道，产生裂纹变形。空冷系统进汽携带热量的多少，与蒸汽流量和蒸汽温度有关。空冷系统散热器的冷源与环境温度、风速、风机转速有关，环境温度是影响冷源的主要因素。发生冰冻主要是冷源和热源不匹配造成的。热电厂冬季空冷防冻主要矛盾是在用户需要逐渐增加供热量抽汽量的同时，空冷系统也需要一定的排汽量保证正常运行。在机组负荷稳定的情况下，对外供热量增大，空冷系统的进汽量就减少

3、，将导致空冷系统防冻更加困难。8/81.2设备缺陷1.2.1进汽蝶阀不严是造成空冷系统结冰的主要原因空冷系统正常运行中，其风机转速和各排进汽蝶阀开关全部自动控制，当进汽量偏低时，控制逻辑根据“真空设定值”和“实际真空值”偏差大小发出关闭某街区进汽蝶阀的指令，该进汽蝶阀关闭后，如果不严有漏量，由于漏入汽量小，但散热器冷却能力强，将导致冷源能量远远大于热源能量，发生结冰现象。所以，空冷系统阀门的严密性是空冷防冻关键所在。1.2.2空冷系统不严漏入空气当空冷系统有漏点时，由于漏入冷空气使该处温度下降，凝结水过冷度增加，易发生冻结。例如：同煤大唐

4、热电#1机#1排左侧凝结水母管有3道焊口有裂纹，在汽缸排汽温度60℃时，左侧凝结水温度只有10℃，处理裂纹后，凝结水温度升至58℃。所以，空冷系统的严密性是空冷防冻的另一个重要因素。2防止冰冻措施2.1热源侧采取的措施厂家最初防冻逻辑设计如下：（1）顺流保护动作过程：排汽温度与凝结水温差小于8℃，风机转速恢复正常逻辑控制。工况一条件：此时逆流保护未动作，顺流达保护动作条件；逆流风机保持当时转速，顺流风机转速下降。工况二条件：逆流保护已动作，顺流保护也动作；当15℃＜排汽温度与凝结水温差＜18℃时，逆流风机转速下降，顺流风机转速保持；当温差

5、＞18℃时，逆流风机转速下降，顺流风机转速也下降。（2）逆流保护动作过程：排汽温度与空气管温差小于108/8℃，风机转速恢复正常逻辑控制。工况一条件：顺流保护未动作，逆流保护动作；顺流风机保持当时转速，逆流风机转速下降。工况二条件：顺流保护已动作，逆流保护也动作；当15℃＜排汽温度与空气管温差＜18℃时，顺流风机转速下降，逆流风机转速保持；当温差＞18℃时，顺流风机转速下降，逆流风机转速也下降。（3）#1、#3街区进汽蝶阀、凝结水、抽空气管电动门联锁动作：1）当进汽蝶阀关闭后，20min后联关凝结水门；2）当指令需要投备用街区时，先开凝结

6、水门，后开进汽蝶阀；3）空气管电动门无联锁功能，保持开位。该设计思路是设备最完善、不存在缺陷情况下的逻辑控制。但在实际运行中，发现厂家原逻辑无法满足空冷系统有泄漏时的正常运行，通过观察发现，该逻辑控制过程存在许多问题。例如：排汽温度65℃时，如凝结水温45℃，防冻保护动作，直至风机停运。但凝结水45℃还不会产生冰冻，此时若防冻保护动作，会导致真空下降，影响机组负荷，热电厂负荷下降会直接影响对外供热。所以根据运行经验，对空冷冬季的防冻保护逻辑进行了修改，修改后逻辑保护如下：（1）顺流保护修改：1）凝结水温度任一＜40℃时，报警；同时环境温度

7、＜3℃，顺流保护动作。2）环境温度＞5℃或凝结水温度＞45℃，顺流保护退出。3）当凝结水温度之一＜40℃时，如果逆流风机已经保护（逆流风机正在降速），则顺流风机保持当前转速；温度再下降＜35℃时，顺流风机开始降速，而逆流风机则继续降速。（2）逆流保护修改：1）空气管温度＜35℃，报警；同时环境温度＜3℃时，逆流保护动作。2）环境温度＞5℃或空气管温度＞40℃，保护退出。3）8/8当空气管温度＜35℃时，如果顺流已经保护（顺流风机正在降速），则逆流风机维持当前转速；当空气管温度＜30℃时，逆流风机开始降速，而顺流风机继续降速。4）凝结水电动

8、门和空气管电动门取消联锁功能，备用状态也保持全开，防止进汽蝶阀不严，产生的凝结水无法回至凝结水箱，使凝结水在水管内发生冻结。2.2冷源侧采取的措施（1）散热器外部盖保温被。散热器在冬季运行时，