600MW直接空冷机组冬季防冻探析

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1、600MW直接空冷机组冬季防冻探析安普亮华电宁夏灵武发电有限公司摘要直接空冷机组的空冷凝汽器由于直接布置在露天环境中，故其本身的性能和安全受外界环境因素的影响比较大，在寒冷而漫长的冬季，空冷凝汽器的防冻问题尤为重要。我灵武发电公司第一台600MW直接空冷机组将在2007年6月份投产发电，为了机组投产后能顺利度过寒冷的冬季，本文将根据厂家资料、类似机组安全过冬的成功经验及有关技术资料对我灵武发电公司600MW直接空冷机组的冬季防冻问题进行分析探讨并制定防范措施。关键词直接空冷机组空冷凝汽器管束冻结防冻措施1.灵武发电公司600MW直接空冷系统简介灵武发电公

2、司一期工程为两台600MW直接空冷机组，将分別在2007年6月和11月投产发电。本工程直接空冷系统（简称ACC系统）是由GEA公司设计制造，其凝汽管束采用ALEX单排管，共计560片管束。空冷凝汽器由56个冷却段（单元冷却段是指一台风机与数组翅片管束的总成）组成8排，毎排山5个顺流冷却段和2个逆流冷却段组成；凝结水经过汇集直接流入热井。空冷凝汽器抽真空系统设冇三台100%容量的机械真空泵，机组启动时，三台真空泵同时投入运行，以加快抽真空过程；」E常运行时，一台运行，两台备用。2.灵武发电公司600MW机组ACC系统设计的气象条件木区深居大陆腹地，东边为毛

3、乌素沙漠，西边隔黄河川道是腾格里沙漠，为典型的大陆性季风气候，春季多风而干旱，冬季寒冷而漫长，夏季多偏南风，冬季多偏北风，年平均气温为&8°C,极端最高气温为41.4°C，极端最低气温为-28.0°Co3.ACC系统管束冻结形成的原因及防冻的必要性3.1ACC系统管束冻结形成的原因在寒冷的冬季，ACC系统凝汽管朿冻结主要有以下原因：（1）如果空冷凝汽器严密性差漏空气或凝汽管束中汽气混合物没冇及时抽出，则管束中会出现气体聚集现彖。聚集的不凝结气体在管束局部形成气膜，阻止蒸汽通过管道，此区域内的凝结水可能将逐渐过冷却并很快被冻结，最终造成管内部流通通道堵塞，

4、严重时将造成管束损坏。（2）因排汽压力控制工作异常，使排汽压力低于限值，导致凝汽器内的凝结水过冷，在冬季较低的环境温度下凝汽管束会结霜并被冻结。（3）在机组正常运行中或启停过程中，如果机组热负荷长时间低于规定的蒸汽流量，则凝汽管束会由于热负荷的不足，而导致冻结。（4）III于运行人员的经验不足或操作失误造成ACC系统凝汽管朿冻结。3.2ACC系统防冻的必要性肓接空冷系统在冬季的运行屮，必须严密注意防冻问题。国外的许多肓接空冷机组在冬季都发生过严重的冻结事故。如：美国的DiamondEenergy'sDoswel1电厂发生空冷凝汽器冻结，电厂负荷由700M

5、W降低至约80MWcDoswel1电厂发生的冻结事故还是比较轻微的，冻裂的管道只占整个系统的很小一部分，采用堵住的方法还是可行的；一旦发生大规模冻结事故,就必须停用进行更换。国内的总接空冷机组也发工过或大或小的空冷凝汽器冻结事故,因此肓•接空冷机组在冬季运行中的防冻问题尤为重要。3.ACC系统结构设计中的防冻措施1.1ACC系统管束采用大直径的ALEX单排管灵武公司ACC系统采用人直径的基管，管内蒸汽通流而积增人，有利于汽液的分离和防冻，管内和空气侧阻力较小。相比双排管、三排管，单排管的防冻性能更好。4.2ACC系统管束采用“C/D”结构为了防止空冷凝汽

6、器内凝结水的冻结，在空冷凝汽器设计时，总散热面积按照一定的比例分为顺流管束（C管束）和逆流管束（D管束）,这种管束结构称为“C/D”结构。直接空冷系统中大部分蒸汽在顺流管束中被冷凝，剩余的小部分蒸汽再通过逆流凝汽管束被冷凝。在顺流管束屮，热负荷人，凝结水不易被冻结，而在逆流管束屮，rti于蒸汽和凝结水的运动方向相反，凝结水也不易被冻结。采用“C/D”结构，能有效的防止ACC系统凝汽管束冻结。灵武发电公司ACC系统顺流面积设计为1356780in2,逆流面积为175068代，顺逆流段数比为5：2o4.3挡风墙灵武发电公司的空冷平台上布置了比蒸汽分配管屮心线

7、高1.5m的挡风墙。采用这样的布置后，在冬季能挡御寒风直接吹在凝汽器管束上，防止发生局部管束过冷而冻结的情况。5.ACC系统运行控制逻辑中的防冻措施5.1凝结水过冷——霜冻保护条件：只适用于环境温度＜+2°C。ACC系统在某些异常运行工况下，例如抽真空组故障，外界空气涌入真空系统或者排汽压力控制故障，过冷就可能出现。通过检测与凝结水排送设备相连的ACC凝汽管束卜•联箱（逆流凝汽管束）屮的凝结水温度可发现过冷。如果有一个凝结水温度降到+20°C以下并几环境温度低于+2°C,则发出一个警示信号（CONDSUB-COOLING）o如果有一个凝结水温度降到15°

8、C以F，则发出一个报警信号（FREEZEPR0T）,同时控制系统将排汽压力设定值