300MW直接空冷凝汽器换热偏差 与冬季防冻的研究
李永茂”，王艳”，高建强
（1.山西平翔煤研石发电有限责任公司翔州036800：2.华北电力大学保定071000）
全性和经济性.以山西平朔煤研石发电有限责任公司4#机300MW机组冬李运行为例，对其空 摘要：空冷机组在冬季运行的过程中，空冷凝汽器存在换热偏差，影响整个机组运行的安冷换热器的管束壁温进行测量，得到偏差管存在的位置，分析原因并提出防护措施.
关键词：直接空冷凝汽器：管来偏差：防冻：冬季保护
中图分类号：TU831.3.1文献标志码：B文章编号：1009-3230（2012）07-0039-04
Researchon30oMWDirectAir-cooledCondenserHeat ExchangeDeviationandWinterFrost
LI Yong-mao? WANC Yan² CAO Jian-qiang?(1. Shanxi Pingshuo Gangue-fired Power Generation Co. Ltd Shuozhou 036800 China;2. North China Electric Power University Baoding 071003 China)
Abstract : In the process of air-cooled winter operating the air-cooled steam condenser exist thermaldeviation influence on the ssfety and economy about the entire unit operstion. Taking the 300MWdirect air cooling power unit of Shanxi Pingshuo Gangue-fired Power Generation Co. Lad as an cxample measurement the heat exchange bundle wall tempwerature on the air-cooled steamcondenser get the position of the deviation tube analyze the causes and proposed protectivemeasures.
Key words: DACC; Bundle deviation; Anti freezing; Winter protection
成，主凝汽器多是汽水顺流式，它是空冷凝汽器的主体，可凝结75%-80%的蒸汽：分凝汽器是汽为了能够顾畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区，冬季形成冻结的情况.如图1所示空冷凝汽器的顺逆流（K/D）结构示意.
0引言
山西平朔煤研石发电有限责任公司3#、4#机组为2×300MW的直接空冷机组.每台机组有水逆流式，形成空冷凝汽器的抽真空区域，主要是空冷器24个，分为6列，每列4个冷却单元，其中每列第二个冷却单元为汽水逆流式，其余为汽水顾流式.空冷器散热管以接近60°角或等腰三角形（A型）结构，每个冷却单元下布置一台轴流风机.以4#机为例，空冷凝汽器的第四列为进汽列，空冷凝汽器有主瀑汽器和分凝汽器两部分组
1直接空冷系统设计的气象资料
公司所处地区的气温日较差为25℃.极端最高气温为34.5℃，极端最低气温为零下29.2℃.多年平均风速为4.2m/s.根据长期的气象资料
图1空冷凝汽器的顺逆流结构示意
统计计算，常规气象要素特征如表1所示：
表1 气象水文条件多年年平均气温 5.7℃多年极端最高气疆（1975.7.16） 34.5℃多年极端最低气温（1958.1.15） -29.2实测最大风速（1986年春季） 多年年平均风速 23.0 m/s(W wNW) 4.2 m/s多年10分钟平均最大风速 m/s全年主导风向 w和WNW夏季主导风向 SE W和 WNW多年年平均大风日数 冬季主导风向 wNW和w 44.5天
2 空冷凝汽器管束换热偏差研究
直接空冷凝汽器整体面积很大，蒸汽流量分布的均匀程度很难控制.整个空冷岛上仅有很少的抽汽温度和凝结水温度的监测点，通过这些点的温度监测来判断空冷岛的整体的换热情况是很
有限的，很难全面反应冬季空冷岛的换热效果和偏差管的存在情况.对冬季的调整和壁温监测点的布置也存在一定的盲目性.
针对山西平朔煤研石发电有限责任公司4#机是300MW直接空冷机组在冬季运行状况，使用手持红外测温仪（量程为-40~150℃），采用人工测量的方式分别对整个空冷凝汽器靠近外侧1、6列进行了测量.同时测量第3列的壁温值来 作为对照列进行分析.分析过程中忽略外界环境、人为因素对测温精度的影响和红外测温仪本身产生的误差.
测点位置布置：下侧测点位于每根管子的下部1/3处，上侧测点位于管子的2/3处；
测量方向：对每根直接空冷凝汽器的管子进行逐一测量，每列都对A形结构南北两侧进行测量，沿着排汽的流动方向从第一单元开始（从西到东），从第一根管依次进行编号（1~）.
在机组满负荷300MW、环境温度一天的变化范围是-10~-15℃、背压11~14KPa的运行工况下，逐一对各列凝汽器的每根管束进行壁温测量.由于逆流区和顺流区的汽水流程有很大的不同，在此为方便起见选取1、2两个单元的管子壁湿的测量结果进行分析.具体的结果如图2、3、4所示.从图中分析可以得到如下结果：
图24#机1列管束温度偏差图
2.1管束偏差存在的位置及原因
从管束偏差图2、3、4可以看出，在冬季直接空冷凝汽器表面管壁温度偏差点比较多，并且大多集中在逆流区，有的管束下侧测点或者上侧侧点的湿度在零度以下，或者整根管束的温度都处的幅度较逆流区要小很多，整体的顺流管束壁温 于零度以下；顺流区在个别列也存在偏差，但偏差基本能维持在零度以上，不必担心冬季冻结现象的发生.
从图2、3可以看到大多数的偏差管都集中在空冷凝汽器的逆流区，1列和6列对比可以发现，6列的管束不均的根数明显多于1列，并且在顾流区也出现了偏差管.就其主要原因是由于1列处于3#机和4#空冷凝汽器的交界的位置，周围有挡风墙和3#机的空冷凝汽器做保护屏障，受自然多.冬季为了能使6列安全稳定运行，通常采取 风和环境的影响较在空冷岛边缘处的6列要小很在整列的端头处，受环境气温和风影响较大的地方，停用风机并用苦布将风机口封住，避免冷风对流冻结，或者将逆流区风机倒转、启动回装万方数据
图34#机6列管束温度偏差图
图44机3列管束温度偏差图
置等.
每列的北侧和南侧对比可以发现，1列的南侧偏差管明显少于北侧，而6列则恰恰相反.这是由于1列的南和2列相互影响的作用，2列北侧的出口风温会影响到1列南侧的壁温，虽然1列北侧外不是最端头，但是距离另外3#机的凝汽器有一定距离，很难有出口热空气影响其壁温. 同理6北侧和5列的南侧毗邻，6列的南侧则是整个空冷岛最顶端的一列.总结可以得出，每列的外侧受环境温度和风的影响较大，面内侧的壁温则存在和相邻列出口热空气之间的相互影响，从面导致图上所呈现的变化趋势.
从图4可以看出，3列的偏差管得数量明显少于1列和6列，这可以说明处在整个空冷岛内部的各列的换热较两端的来说，受自然条件（环境温度、大风）的影响会相对较小，加之周围列换热管束的出口的热风的影响，使其管束的换热效 果会均匀些，避免出现很多偏差管现象.除此之外，发现3列的北侧仅仅只有一根管存在偏差，整体的换热效果很好，但是南侧则出现北侧数倍的
吹向3列的大多是冷风，这对3列的管束温度产生了很大的影响.
偏差管.在测量的过程中可以明显感觉到与3列3结束语
机空冷凝汽器1、3、6列管束的逐根温度的监测和偏差管温度的分析，可以得出冬季防冻的主要任务是对各列逆流区的管束要采取一定的措施维持整体的换热的均匀性、减少管束的偏差；存在管 束偏差严重的单元和管束，在冬季到来的时候就在空冷凝汽器的外部盖上苦布、调整风机的运行或者将风机的口也用苦布堵住，防止冷风的对流.
2.2经济背压
在调整背压的时候运行人员为了保证逆流单元的安全运行，往往使逆流区风机的转速维持在-个最低值，调整别的顺流区风机的转速.在提高风机的转速过程中会发现随着风机转速的提高4列的左侧抽汽温度和6列的抽汽温度会呈现迅速下降趋势，从面被迫降低风机的转速来维持抽汽温度的值要达到正常运行的值，保证不出现冻结现象.背压也很难维持在一个相对较低的数值运行.
在运行的过程中应时时注意各列的抽汽温度，方便及时对是否降低风机转速、开启回热、风机倒转等做出判断；对整个空冷岛边缘处的列和单元加强保护措施，减少环境对其的影响效果.
在内部的管束若存在较多的管束偏差，除要察看此列管束外还要对相邻列的换热状况做出判 断；在加大风机转速降低背压的过程中，若某一列的抽汽温度呈很快的下降趋势，首先判断是这列是否存在漏空现象，对空冷岛及时的进行检漏，以维持真空严密性，防止不凝气体的进人.
针对上述所提出的导致偏差管存在的原因，可以采取以下措施进行适当解决：
（1）在管束发生偏差多的单元采用人工调整风机的转速、方向等来控制其风量”，从面减少换热量，维持凝汽器的壁温.在寒冷的冬季，通过逆流散热单元风机的反转，使顺流散热器出口的热风再流入逆流区的人口，防止其冻结；
除此，不能一味的追求低背压的运行效果，应在降低背压的情况下及时做好壁温监测工作，防止有冻结的位置存在.一旦发现有管子结冻，应及时采取措施进行处理，避免冻结管数的扩大蔓冷机组能在一个经济运行的状态、安全过冬. 延.运行过程中应从各个方面多管齐下，确保空
(2）根据人工测量的结果，大部分偏差管严的时候在逆流区的外部管束上用苦布进行长时间 重的地方基本都存在于逆流区，可以考虑在冬季的覆盖，防止逆流区的冷风对流造成冻结；
（3）应定期对空冷凝汽器的真空严密性做检测，对抽汽温度较低的列或者抽汽湿度随风机转速变化较大的列应采取措施进行检漏，看是否是有漏空的地方影响了整个空冷凝汽器的运行效果.目前适合于直接空冷的真空检漏方法主要有超声波监测法，能在运行的过程中相对比较准确确定漏空点：
参考文
[1]邱丽霞，部艳红，李润林等，直接空冷汽轮机及其热力系统[M].北京：.2006.[2]刘别，高水亮，直接空冷系统冬季防冻探讨[3].华业 电力技术，2006 1:40-42.[3]张康，王红霞，直接空冷凝汽器冻结机理与防冻措施[J]-汽轮机技术 2008 50（1）：52-54.[4]李军，大型空冷机组直接空冷系统的冻结原园及防冻措施[J].热力发电，2008 37（5）：58-61.[5]高清林、直接空冷机组存在的问题及其对策初 据[J].汽轮机技术 2008 50（1）：58-61.[6]张晓军，对水江，高案地区直接空冷系统管排数选择与冬季防冻[J].电站系统工程，2009 25（5）：71.
（4）在偏差管存在密集的地方进行布置壁温测点，避免对整个空冷岛盲目的布置，从面能减少测点的数量，在减少投资的同时维护的工作量也大大减少.并且能方便保证少数测点的测量结果的精度和测点运行的稳定性.对壁温的在线监视在一定程度上减少了运行巡检人员的工作量.
