1、300MW 直接空冷机组冬季冻结原因分析【摘要】针对辽宁调兵山煤矸石电厂 300MW 直接空冷 1 号机组，在冬季启停机、正常运行及事故情况下由于蒸汽隔离阀不严等原因空冷凝汽器易出现冻结现象，从空冷系统进汽量、机组背压、空冷岛上风速、风向的变化、机组结构特性等几方面进行分析。 【关键词】空冷机组 冬季冻结 原因分析 最近几年，直接空冷机组得到广泛应用。辽宁调兵山煤矸石电厂即为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式 300MW机组。 空冷系统结构布置分为：六列每列五台风机单元布置，单台机组共30 个风机单元，其中每列的 3 号风机为混流单元，另外 4 台为顺流单元.空冷岛整体列数
2、排列顺序为（从固定端排列）：MAG10- MAG20- MAG30- MAG40- MAG50- MAG60；其中 MAG30 和 MAG40 列为启动列（说明：在蒸汽分配管和凝结水疏水管道没有安装任何电动阀门装置） ，其它四列为运行列（在上条所述的管道上都设计安装有电动阀门装置，为了在低负荷或冬季运行工况下合理的控制空冷系统安全、经济运行） ，除此之外还设计一个抽真空旁路电动阀，安装于排汽主管道与抽真空母管之间（作用是在机组启动前快速建立真空所用） 。 空冷系统热控测点设计：共设计 3 个排汽压力（绝压） 、3 个排汽温度、3 个爆破膜装置、6 个抽气压力（每列抽真空管道各设计 1 个） 、
3、6 个抽气温度（每列抽真空管道各设计 1 个） 、12 个凝结水温度（每列左右侧疏水集管各一个） 、凝结水汇总管温度 1 个；环境仪表共分为：3 个环境温度、1 个大气压仪表、1 个风速仪、1 个风向仪表。 由于调兵山地处北方寒冷地区，并且由于空冷系统进汽隔离阀不严及机组结构特性等原因，致使直接空冷机组在启停机、正常运行及事故情况下空冷凝汽器管束易发生局部冻结、损坏等事故，直接影响机组安全运行。通过跟踪直接空冷机组的调试及运行，总结出空冷凝汽器冬季冻结的原因。 一、冬季启停机及正常运行时空冷凝汽器冻结的原因分析 （一）冬季启动机组时造成空冷凝汽器冻结的原因 主要是空冷系统进汽量小于额定进汽量的
4、 20%，蒸汽的放热量小于管线对环境的放热量，使得进入空冷系统的蒸汽发生冻结，并以冰的形式储存于空冷岛上。其次，调兵山电厂 1 号机空冷系统进汽隔离阀不严，空冷岛启动列进汽后，蒸汽就会经不严的蒸汽隔离阀进入10、20、50、60 列，并且冻结在列内。再有，1 号机中压主汽门设置有平衡管。在锅炉点火升压后，蒸汽经平衡管进入中压缸，再经导汽管进入低压缸，进而进入空冷岛，冻结在空冷岛上。另外，汽轮机开始抽真空，高低压轴封就开始供汽，一部分低压轴封供汽进入低压缸后，进入空冷岛，冻结在空冷岛上。 （二）冬季停止机组时造成空冷凝汽器冻结的原因 主要是随着机组负荷的逐渐降低，进入空冷凝汽器的蒸汽量逐渐减少，
5、蒸汽的放热量小于管线对环境的放热量，使得进入空冷系统的蒸汽发生冻结，并以冰的形式储存于空冷岛上。其次，调兵山电厂 1 号机空冷系统进汽隔离阀不严，10、20、50、60 列关闭蒸汽隔离阀后，蒸汽就会经不严的蒸汽隔离阀进入 10、20、50、60 列，并且冻结在列内。再有，调兵山 1 号机为循环流化床锅炉，锅炉熄火后炉内热容量很大，机组打闸后，为了保证再热器受热面有一定的蒸汽流量，防止再热器干烧过热损坏，必须开启高旁和再热器向空排汽，这就使中压主汽门前有一定的蒸汽压力。1 号机中压主汽门设置有平衡管，受热面蒸汽经平衡管进入中压缸，再经导汽管进入低压缸，进而进入空冷岛，冻结在空冷岛上。另外，汽轮机
6、打闸破坏真空后，在真空未到零时，高低压轴封必须保证供汽，一部分低压轴封供汽进入低压缸后，进入空冷岛，冻结在空冷岛上。（三）冬季机组正常运行时造成空冷凝汽器冻结的原因 主要是机组负荷过低，同时背压保持过低，致使空冷各列凝结水温度、抽气口不凝结气体温度过低，造成空冷凝汽器管束局部冻结。其次，散热器在热交换过程中管道中由于有一定量的不凝气体（多半是空气） ，集中于管束内，流动性差，从而形成气滞区，在该区集中的凝结水容易过冷，处在低温下极易发生冻害。再有，由于空冷凝汽器散热管束结构上的特点和实际运行情况，使配汽联箱对应的蒸汽分配管由于热力和流量分配不均造成表面温度偏差、对应于散热三角形两腰布置的散热管
7、束由于热力和流量分配不均造成表面温度偏差、散热器相邻管束间由于热力和流量分配不均造成表面温度偏差。造成某一列或同一列某部分翅片温度较低，从而造成这部分管束局部冻结。另外，空冷岛上风速、风向的变化不但造成机组背压大幅变化，从而致使凝结水温度、抽气口不凝结气体温度发生变化。还会使某一列翅片温度较其它列低，同样会造成某列翅片东侧温度较西侧低（或者西侧温度东侧低） 。这部分温度低的翅片在温度降低到一定程度时就会造成管束局部冻结。 二、结束语 目前，直接空冷机组虽然在我国北方地区得到较广泛应用。但是由于其应用时间较短，在运行调整方面积累的经验还不是很多。大部分电厂运行人员都是首次控制空冷机组，控制经验和方法掌握的还不是很全面。为此，总结出空冷凝汽器冬季冻结的原因，供其他同类型电厂可借鉴。希望在空冷岛运行参数的控制与调整方面，能给大家带来一些帮助。因能力有限，分析问题难免存在不足，望各位给予批评、指正。
