冬季空冷島防凍措施及基本概念
冬季空冷島防凍措施及基本概念
一、直接空冷抽汽供熱機組冬季防凍的概念
1.防凍保護措施的目的:為了防止冬季運行時空冷系統(tǒng)過冷或冰,避免翅片管
束內結冰,杜絕管束凍結損壞設備;
2.防凍期:當環(huán)境溫度低于+2℃時,從嚴格意義上空冷系統(tǒng)已進入冬季運行期。
機組在遇有啟動和停機操作時,必須提前了解并監(jiān)視環(huán)境氣象條件的變化,機組在冬季運行期間,汽輪機的背壓控制值以兩個低壓缸背壓較低值進行控制;
3.凝結水過冷度:根據直接空冷系統(tǒng)冬季運行的特點,與原有的(濕冷機組)
凝結水“過冷度”概念不同,直接空冷凝結水過冷度定義為:汽輪機低壓缸排汽壓力對應的飽和溫度與各列下聯(lián)箱的凝結水平均溫度的差值。在冬季防凍期間,過冷度作為重要參數進行監(jiān)控;
4.供熱期機組負荷:因供熱期抽汽供熱量較大,而隨著環(huán)境溫度的下降,供熱
抽汽量增大的同時空冷島防凍工作將更加嚴峻,所以在供熱期機組負荷將以汽輪機進汽量參考,例如:70%額定負荷(231MW)應以額定主蒸汽量的70%來參考,即710T/h,以此來進行供熱、防凍的參考基本依據。
5.空冷島進汽量:凝結水流量與排汽裝置補水流量之差即為空冷島進汽量,或
直接參考空冷島凝結水回水流量。
6.管束彈性變形:指換熱管束發(fā)生彎曲變形,經過調整管束可以自由恢復;7.管束變形:指管束發(fā)生永久彎曲,已無法恢復。此種情況原因較多,主要原
因是空冷島設計、安裝過程中存在不合理,導致個別管束膨脹、收縮受阻或通流面積不夠造成,運行中加強測溫工作,及時提前發(fā)現(xiàn)后作為重點監(jiān)視調整對象,利用運行調節(jié)手段控制管束表面溫度,降低管束溫差減少管束變形概率;
8.換熱面過冷:指空冷換熱管束外表面溫度低于排汽溫度,但還在0℃以上。
此時預示著管束冰凍前兆,若不及時采取措施,管束將很快發(fā)生冰凍;9.管束冰凍:指空冷換熱管束外表面溫度低于0℃,此時換熱管束內部已經發(fā)生結冰現(xiàn)象,積冰沒有阻斷管束通流面。此時立即采取回暖或其他有效措施,經很快消除,若此時未進行回暖或其他有效措施或沒有發(fā)現(xiàn),冰凍管束將很快凍結,阻斷換熱管束汽側通流面;
10.管束凍結:空冷換熱管束內部積冰已經阻斷管束通流面。此時已經很難溶開,
只能依靠外部措施(如:覆蓋電熱毯等)消除;
11.管束損壞:空冷換熱管束內部積冰達到一定數量時,環(huán)境溫度進一步下降,
積冰膨脹超過管束的膨脹極限,管束裂開。管束一旦損壞將無法恢復,運行中只能觀望,這將是空冷島的嚴重損壞事故;
12.換熱面大面積凍結:指空冷島換熱面較大面積發(fā)生凍結,機組不能繼續(xù)運行。
此種情況一旦發(fā)生就無法挽回,只能立即停機,否則會導致空冷島損壞管束迅速增加的惡性損壞事故;
13.空冷島測溫:指空冷島冬季防凍期不間斷的測量空冷島內外換熱面,隨時掌
握空冷島換熱面溫度場、隔離閥嚴密性的情況,給空冷島防凍操作提供直接、有效的調整依據?绽鋶u測溫工作是空冷島冬季防凍特別是供熱工況下的最關鍵環(huán)節(jié),在準確掌握換熱面溫度場的前提下,才能作出積極有效的調整。二、冬季啟動空冷系統(tǒng)防凍措施
1)當環(huán)境溫度低于+2℃時,機組在遇有啟動和停機操作時,必須提前了解并監(jiān)視環(huán)境氣象條件的變化,冬季啟動盡量安排在白天11:00以后啟動,但在17:00前機組負荷必須帶至空冷島最小防凍流量對應的負荷以上;2)鍋爐點火前,檢查主汽門、再熱主汽門前疏水、輔汽聯(lián)箱疏水、軸封母管疏水至排汽裝置門關閉,或在保證設備安全的前提下采取間斷疏水;3)將1、2、6列空冷系統(tǒng)的抽空氣門、蒸汽分配門關閉;
4)鍋爐點火后,盡量用爐側的空氣門、PCV閥及疏水系統(tǒng)進行升溫升壓;5)當主汽壓力>0.8MPa(主汽壓力可根據環(huán)境溫度確定)以上,方可投旁路;6)開啟低旁(全開),開啟高旁50%以上,空冷島3、4、5列開始進汽;7)可根據情況啟動3、4、5列的逆→順流風機;將所有疏水倒至排汽裝置;8)隨著機組負荷增加,根據空冷島各列凝結水溫度、抽真空溫度依次投入2、6、1列空冷島運行;
9)在冬季啟動前應投入空冷島所有隔離閥的電伴熱;
10)如冬季熱態(tài)啟動,要求升溫升壓速度較快,應控制旁路的開度;11)在機組沖車前,要適當關小低旁,此時必須保證空冷島的進汽量應在任何時候均大于20%的額定進汽量:674.4×20%=134.88t/h,如果不能滿足此要求應聯(lián)系鍋爐進一步提高主汽參數;三、正常運行中防凍
1)如果在冬季運行,空冷系統(tǒng)防凍保護在環(huán)境溫度低于-5℃時才能啟動;2)保證空冷島防凍保護正常投入,認真監(jiān)視空冷島抽真空溫度、凝結水溫度、環(huán)境溫度以及天氣預報,發(fā)現(xiàn)DCS溫度測點異常時及時聯(lián)系消缺,確保各溫度測點的準確性;
3)認真監(jiān)視每一列凝結水溫度和抽真空溫度的變化;
4)根據環(huán)境溫度、供熱抽汽量、機組負荷、主蒸汽流量等及時解列空冷隔離列;5)當隔離列隔離后,認真檢測隔離閥前后溫度,發(fā)現(xiàn)異常即使聯(lián)系檢修有關專業(yè)對隔離閥校對,保證隔離閥的嚴密性;
6)若隔離閥漏汽量較大時(根據閥前后溫度判別)為防止空冷管束積冰過多損壞設備,執(zhí)行空冷島倒列運行方式,確?绽鋶u及換熱管束的安全,具體倒列操作及注意事項參考“空冷島倒列運行措施”;
7)巡檢時加強空冷散熱面溫度測量,特別是散熱片邊角處表面溫度,當發(fā)現(xiàn)空冷系統(tǒng)有結冰的危險,立即解除空冷自動,降低空冷風機頻率,及時停止逆流風機或倒轉,針對過冷管束進行回暖、溶冰,就地測溫人員加強測溫;8)空冷島冬季防凍期間無論是何種防凍方式,空冷島務必24小時不間斷測溫,保證冬季運行空冷島的安全運行。
9)冬季供熱期間,機組負荷應換算為汽輪機進汽量參考,供熱期供熱機組負荷不得低于70%額定負荷,即主蒸汽量不得低于710T/h左右,在供熱期間無論何種運行方式,空冷島進汽量不得低于150T/h(-20℃三列運行),否則必須申請增加負荷或降低供熱抽汽量。
10)當環(huán)境溫度進一步降低時,必須提高空冷島進汽量,以確保空冷島的設備安全運行,任何工況、環(huán)境下堅決杜絕空冷島設備損壞事故發(fā)生,各值必須提高空冷島防凍的安全意識。
11)冬季運行期間,機組阻塞背壓參照“阻塞背壓曲線”進行調節(jié)。四、冬季機組故障甩負荷空冷防凍措施
1)機組因故甩負荷,此時應迅速關閉或確認關閉1、2、6列蒸汽分配門,并關閉其抽空氣門,開啟旁路,進行空冷島防凍,同時用旁路調整鍋爐主汽參數,若鍋爐參數維持不住或滅火且爐側蒸汽參數突降,應立即停機,迅速切斷進入排汽裝置所有汽源,停止空冷島所有風機運行;
2)如機組因故打閘,此時應開啟旁路,根據旁路開度逐次關閉1、2、6列蒸汽隔離門和抽真空隔離閥。盤車投入后,立即破壞真空,停止軸封,汽輪機悶缸,立即關閉旁路閥,將進入排汽裝置的疏水全部關閉,檢查關閉1、2、6列空冷島的進汽隔離閥,打開抽真空旁路閥;
3)鍋爐滅火,主汽流量迅速下降,此時空冷島會很快結冰,如果此時開啟旁路系統(tǒng)會造成主汽參數地很快下降;因此,在冬季鍋爐滅火后迅速關閉1、2、6列蒸汽隔離閥,3、4、5列進入防凍模式運行,維持機組帶初負荷運行;若無法滿足空冷島系統(tǒng)防凍要求且有結冰危險時,應立即打閘,切斷空冷島所有進汽。
五、冬季機組停運空冷防凍措施
1)隨著負荷的下降應按順序停止風機運行并退出空冷島自動控制模式;2)當機組負荷降至66MW時,根據情況依次關閉空冷島1、2、6列的蒸汽隔離閥和抽真空隔離閥;
3)汽機打閘后關閉主、再熱管疏水、輔汽聯(lián)箱疏水、軸封系統(tǒng)疏水,切斷空冷島所有進汽;
4)盤車投入后,立即破壞真空,停止軸封,汽輪機悶缸,開啟抽真空旁路閥。5)停機后仔細復查排汽裝置疏水系統(tǒng),防止殘余蒸汽進入空冷島結冰;6)機組停運后,要定期對真空泵進行啟動運行,防止真空泵入口結冰而影響啟動或凍壞設備。
六、機組和空冷島系統(tǒng)無論是在任何運行方式下或任何工況下各值班人員務必做好以下工作:
1)空冷島測溫人員熟知“電業(yè)安全操作規(guī)程”,測溫期間提高防止人身傷害
的安全意識,堅決杜絕人身傷亡事故發(fā)生。
2)接班前根據當天班次、環(huán)境氣象情況做好空冷島防凍事故預想,并檢查
工器具完整、完好且無故障;
3)值班期間認真抄錄報表,對參數變化正確認真進行分析判斷,否則值長
組織人員進行異常參數分析;
4)當班期間做好定期巡檢工作,仔細進行空冷島換熱面測溫工作,并將測
量結果認真加以比對,發(fā)現(xiàn)異常及時匯報;
5)當機組低負荷運行、環(huán)境降溫、刮風、下雪等,抽汽供熱量增大,應適
當增加供熱機組進汽量等手段防止發(fā)生管束內結冰甚至凍壞事故,同時增加巡檢次數和就地測溫范圍,認真做好防凍工作。
擴展閱讀:冬季空冷島防凍技術措施
主題:冬季空冷島安全、經濟運行技術措施技術措施內容:
為了確保空冷系統(tǒng)進入冬季的安全、經濟運行,根據實際情況,針對空冷系統(tǒng)的投、停及正常運行維護、異常處理情況下,特制定以下措施,望各值認真學習、執(zhí)行。一、日常維護工作
1、正常運行時空冷島每班進行兩次巡回檢查,檢查項目增加:就地溫度計顯示的環(huán)境溫度、伴熱帶工作正常、防凍帆布防火情況、擋風墻彩板無松動、平臺孔洞封堵正常、風機室之間的門關閉正常。
2、環(huán)境溫度下降到-3℃以下時,安排人員進行空冷島翅片就地測溫,并將數據詳細記錄到空冷測溫表中。
3、就地測溫工作每班進行兩次,保證順流區(qū)管束表面溫度在35℃以上,(尤其注意下半部分),逆流區(qū)管束表面溫度在10℃以上,(尤其注意上半部分)。若集控DCS盤面各列抽空氣溫度低于凝結水10℃時,要進行重點側溫,防止管束凍結。
4、保證空冷島進汽量在冬季防凍最小防凍流量150T/h以上,空冷島進汽流量=主汽流量-各段回熱抽汽量(主汽流量的35%)-五抽至供熱抽汽流量。
5、主汽壓力嚴格按照滑壓曲線運行,相同負荷下,主汽壓力升高時,主汽流量下降,這樣進入空冷島的蒸汽量降低,不利于防凍。
6、冬季排汽背壓應根據環(huán)境溫度、凝結水、抽空氣溫度綜合考
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慮后設定。正常情況下按額定背壓13.6kPa運行。(附背壓對功率關系修正曲線)
二、極端工況的檢查規(guī)定
1、極端工況是指:
1)環(huán)境溫度低于-25℃以下時;2)機組啟、停時;3)低負荷時;
4)供熱最大工況,抽汽量達400T/h以上時;5)事故處理時;
6)空冷島進汽量小于最小防凍流量時;
2、上述第一項的檢查、測溫工作安排專人,每小時進行一次。三、機組啟動時
1、機組在冬季啟動前(環(huán)境溫度≤0℃),應檢查空冷凝汽器各列進汽隔離閥關閉,各列凝結水閥、抽空氣閥開啟。
2、鍋爐點火前,將機組管道疏水一、二次門關閉并“掛禁操”,確?绽湎到y(tǒng)無蒸汽進入。
3、鍋爐點火前,機組送軸封后啟動三臺水環(huán)真空泵開始抽真空,當機組背壓降至50PKa時關閉抽真空旁路閥。利用ACC逆流區(qū)抽真空系統(tǒng)繼續(xù)降低機組背壓,此時鍋爐點火。
4、當機組背壓<25Kpa時停運一臺真空泵。
5、鍋爐點火后,一次汽采用對空排汽的方法進行升溫、升壓,當主蒸汽流量達到空冷單列凝汽器的最小防凍流量時(根據廠家提供
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的最小防凍流量曲線確定),方可投入旁路系統(tǒng)運行,并投入三級減溫水,關閉鍋爐一次汽對空排汽,同時將機組管道疏水倒入排氣裝置。在投入旁路后將機組背壓逐漸升高到25~30Kpa,此時,啟動列空冷凝汽器已投入運行,控制其凝結水溫度在55~65℃之間;抽空氣溫度在50℃~60℃之間運行,并維持ACC系統(tǒng)過冷度在3~5℃之間。
6、旁路系統(tǒng)投入后,根據排汽缸溫度投入汽缸噴水,控制排汽缸溫度在60~70℃之間。
7、管道疏水倒入排氣裝置后,應及時投入疏擴減溫水,控制高、低壓疏水擴容器溫度在70~80℃之間。
8、盡可能加快啟動速度,盡量縮短小流量蒸汽進入空冷系統(tǒng)的時間。
9、一般情況下,機組冷態(tài)啟動時,高、低旁在爐側壓力達到1.5Mpa時方可投入。旁路系統(tǒng)投入后,低旁盡量開大,高旁保持開度在50%左右,并根據主汽壓力和排汽背壓進行調整。爐側要在規(guī)程規(guī)定的范圍內盡可能加快升溫升壓速度,達到沖轉參數時立即進行沖車。
10、機組在沖車過程中應根據背壓、啟動列凝結水溫度、抽空氣溫度可投入下一列空冷凝汽器(根據現(xiàn)場實際情況靈活掌握,但該操作應在中速暖機或高速暖機時進行)。
11、機組在并網后,爐側要加強燃燒調整,使機組能在盡可能短的時間內帶到較高的負荷,以保證有足夠多的蒸汽進入空冷散熱器中,要盡力避免小流量、低負荷、長時間運行。
12、隨著機組負荷的升高按照ACC自動控制順序依次投入其他各
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列空冷凝汽器運行。
13、機組啟動過程中,維持兩臺真空泵運行,當凝結水各溫度測點均大于40℃時停運一臺真空泵運行。
14、在空冷系統(tǒng)投運前四小時投入空冷凝汽器進汽隔離閥電加熱,并在機組啟動前對各閥門進行傳動,確保各閥門開關靈活?绽湎到y(tǒng)停運前一小時投入空冷凝汽器進汽隔離閥電加熱,待空冷系統(tǒng)停運四小時后停止各閥門電加熱,并將空冷系統(tǒng)各閥門全開。
15、在空冷系統(tǒng)投入運行后其逆流區(qū)抽空氣管道伴熱帶必須投入運行,機組停運兩小時后停止抽空氣管道伴熱帶。
16、隨著機組負荷的不斷增加,運行人員注意檢查逆、順流風機應根據ACC自動控制曲線的順序依次啟動。
17、機組冬季啟動后,還應注意ACC冬季保護程序、回暖程序的自動投入情況,發(fā)現(xiàn)異常,運行人員應加強監(jiān)視與調整,并聯(lián)系熱控人員盡快處理,確?绽湎到y(tǒng)保護正常投入。
18、當機組啟動時,在機組背壓未降到30KPa以下前,應杜絕一切蒸汽進入排汽裝置。
19、當空冷凝汽器從進汽計時到30分鐘期間,鍋爐應加強燃燒,汽機逐漸開大高、低旁,保證空冷凝汽器最小防凍進汽量的供給。四、機組正常運行時
1、進入冬季無特殊情況ACC系統(tǒng)順流區(qū)風機必須在自動模式下運行,逆流區(qū)各風機轉速根據該列凝結水與抽空氣溫度偏差不大于10℃的原則,進行手動調節(jié)。
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2、在自動方式下運行時,風機按邏輯設定好的程序進行啟停及調頻控制,若檢查發(fā)現(xiàn)某一風機控制的散熱翅片溫度太低時,須先將此風機解為手動,停運一定的時間,待溫度恢復后再重新投入運行,但此風機必須在高速位置運行時方可投入自動。
3、在自動方式下運行時,冬季排汽背壓應根據環(huán)境溫度、凝結水、抽空氣溫度綜合考慮后設定。正常情況下按額定背壓13.6kPa運行。
4、不論空冷風機在手動位置或自動位置,冬季機組跳閘后,須根據機組背壓,自動或手動停運部分或全部風機運行,并自動或手動關閉各列進汽隔離閥,避免因進汽量小而使散熱器管束結凍。
5、正常運行中,左右側凝結水溫度和排氣溫度的差值一般小于3-5℃;抽空氣溫度和排汽溫度的差值一般小于15℃,否則,應增大背壓設定值。
6、嚴密監(jiān)視空冷凝汽器各列凝結水溫度,應控制在對應壓力下的飽和溫度運行,并保證其系統(tǒng)過冷度在3~5℃之間。
7、嚴密監(jiān)視空冷凝汽器各列逆流區(qū)抽空氣溫度,應控制在小于其對應壓力下的飽和溫度15℃以下運行。
8、機組正常運行中負荷應控制在60%以上運行。(帶供熱的機組為保證供熱質量及空冷系統(tǒng)的防凍,機組負荷應控制在85%以上運行)。
9、在機組正常運行中,當出現(xiàn)左右側凝水溫度或抽空汽溫度大幅度變化時,要適當提高機組背壓設定值。
10、空冷風機按要求在自動方式下運行,無特殊情況不得在手動
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方式下運行。當ACC自動控制故障時,應切“手動模式”運行,盡快聯(lián)系熱工處理,并匯報有關領導。當ACC在“手動模式”下運行時按以下方案進行調整:
(1)當各凝結水溫度低于對應壓力下的飽和溫度5℃時,應先將外圍兩列風機降速運行,如果各列凝結水溫度仍在下降,應將其它列迎風面風機轉速降低運行,直到凝結水溫度回升為止。
(2)當逆流區(qū)抽空氣溫度低于其對應壓力下的飽和溫度15℃時,且該列順流風機已全部停運后其抽空氣溫度仍低時,應投入該列逆流風機反轉運行。注意:在投入各列中的逆流風機反轉時,應確認空冷島出口熱風溫度應>50℃。
11、空冷凝汽器投入運行后,必須保證各列散熱器之間的隔離門關閉嚴密,防止竄風,影響整體空氣動力場的穩(wěn)定性。
12、冬季運行期間每班應就地實測各列散熱器外表面上、中、下部的溫度不少于兩次,且各列順流散熱器下部溫度不得<30℃,逆流散熱器上部溫度不得<5℃。否則,應降低對應列風機的轉速。尤其應注意各列凝結水溫度測點對應側的聯(lián)箱溫度不得小于其對應壓力下的飽和溫度(防止空冷散熱器在運行中局部過冷而引起部分管束的過冷變形)。
13、冬季啟、停機過程中應設專人對空冷凝汽器各列散熱器迎風面下聯(lián)箱(凝結水溫度)及散熱器管束進行就地溫度實測,有異常時應增加檢查和測量次數。
14、為防止逆流管束空氣抽出區(qū)結冰,在抽空氣管道上增設伴熱
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帶,且在機組正常運行中必須投入。逆流風機將按自動程序每隔20分鐘進行回暖保護(停運3分鐘、反轉5分鐘)。五、機組在停運時
1、隨著機組負荷的降低,結合凝結水溫度的下降,逐漸降低空冷風機的轉速保證凝結水溫度在50℃以上。風機的停運順序為:由外到內。
3、隨著機組負荷的降低,當風機全部停運后,應逐漸停止單列散熱器進汽。整體停運順序為:由外到內,對稱停運;單列停運步序為:關閉單列散熱器進汽隔離閥,凝結水閥全開。
4、汽輪機打閘后應立即關閉所有導入排氣裝置的疏水閥,停運真空泵,待機組轉速低于100轉/分時,逐漸點動開啟真空破壞門。
5、為防止疏水閥不嚴排汽裝置進汽造成低壓排汽缸溫度過高,凝結水泵應連續(xù)運行34小時。
6、停機過程中在機組帶低負時,要盡量避免小流量、長時間空冷島大面積進汽情況發(fā)生。六、機組運行中跳閘時
在機組運行中發(fā)生跳閘事故后,必須設專人監(jiān)視空冷畫面,迅速降風機轉速,維持背壓25kPa以上,關閉各列蒸汽隔離閥,其凝結水閥保持全開。同時將所有管道疏水關閉,維持凝結泵正常運行。七、機組運行中跳閘后極熱態(tài)啟動時
1、機組跳閘后,主、再熱蒸汽管道疏水不得開啟。
2、若汽溫低于允許掛閘沖轉參數,應根據機組背壓盡量開大高、
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低旁,并加強鍋爐燃燒,快速提升參數,盡快進行沖轉。
3、若汽溫高于允許掛閘沖轉參數,高、低壓旁路可適當開啟,在沖車過程中調整空冷凝汽器的進汽量。
4、鍋爐點火后,主、再熱蒸汽溫度接近沖車參數時,且高、低旁投運正常后,主、再熱蒸汽管道疏水導入排汽裝置,待管道積水疏盡后方可沖轉。
5、機組沖轉后,爐側要加強燃燒調整,以避免主汽溫度大幅度的下降,確保機組并網后帶負荷的需求。
6、機組并網后要盡量縮短啟動和帶負荷的時間,盡快使空冷系統(tǒng)大流量進汽,降低結凍可能性。
7、機組并網后,各列空冷凝汽器應在三小時之內全部投入運行,防止停運散熱器管束內結冰。
發(fā)電部
二一一年十一月二十九日
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