冬季空冷岛防冻措施及基本概念
冬季空冷岛防冻措施及基本概念
一、直接空冷抽汽供热机组冬季防冻的概念
1.防冻保护措施的目的：为了防止冬季运行时空冷系统过冷或冰，避免翅片管
束内结冰，杜绝管束冻结损坏设备；
2.防冻期：当环境温度低于+2℃时，从严格意义上空冷系统已进入冬季运行期。
机组在遇有启动和停机操作时，必须提前了解并监视环境气象条件的变化，机组在冬季运行期间，汽轮机的背压控制值以两个低压缸背压较低值进行控制；
3.凝结水过冷度：根据直接空冷系统冬季运行的特点，与原有的（湿冷机组）
凝结水“过冷度”概念不同，直接空冷凝结水过冷度定义为：汽轮机低压缸排汽压力对应的饱和温度与各列下联箱的凝结水平均温度的差值。在冬季防冻期间，过冷度作为重要参数进行监控；
4.供热期机组负荷：因供热期抽汽供热量较大，而随着环境温度的下降，供热
抽汽量增大的同时空冷岛防冻工作将更加严峻，所以在供热期机组负荷将以汽轮机进汽量参考，例如：70％额定负荷（231MW）应以额定主蒸汽量的70％来参考，即710T/h，以此来进行供热、防冻的参考基本依据。
5.空冷岛进汽量：凝结水流量与排汽装置补水流量之差即为空冷岛进汽量，或
直接参考空冷岛凝结水回水流量。
6.管束弹性变形：指换热管束发生弯曲变形，经过调整管束可以自由恢复；7.管束变形：指管束发生永久弯曲，已无法恢复。此种情况原因较多，主要原
因是空冷岛设计、安装过程中存在不合理，导致个别管束膨胀、收缩受阻或通流面积不够造成，运行中加强测温工作，及时提前发现后作为重点监视调整对象，利用运行调节手段控制管束表面温度，降低管束温差减少管束变形概率；
8.换热面过冷：指空冷换热管束外表面温度低于排汽温度，但还在0℃以上。
此时预示着管束冰冻前兆，若不及时采取措施，管束将很快发生冰冻；9.管束冰冻：指空冷换热管束外表面温度低于0℃，此时换热管束内部已经发生结冰现象，积冰没有阻断管束通流面。此时立即采取回暖或其他有效措施，经很快消除，若此时未进行回暖或其他有效措施或没有发现，冰冻管束将很快冻结，阻断换热管束汽侧通流面；
10.管束冻结：空冷换热管束内部积冰已经阻断管束通流面。此时已经很难溶开，
只能依靠外部措施（如：覆盖电热毯等）消除；
11.管束损坏：空冷换热管束内部积冰达到一定数量时，环境温度进一步下降，
积冰膨胀超过管束的膨胀极限，管束裂开。管束一旦损坏将无法恢复，运行中只能观望，这将是空冷岛的严重损坏事故；
12.换热面大面积冻结：指空冷岛换热面较大面积发生冻结，机组不能继续运行。
此种情况一旦发生就无法挽回，只能立即停机，否则会导致空冷岛损坏管束迅速增加的恶性损坏事故；
13.空冷岛测温：指空冷岛冬季防冻期不间断的测量空冷岛内外换热面，随时掌
握空冷岛换热面温度场、隔离阀严密性的情况，给空冷岛防冻操作提供直接、有效的调整依据。空冷岛测温工作是空冷岛冬季防冻特别是供热工况下的最关键环节，在准确掌握换热面温度场的前提下，才能作出积极有效的调整。二、冬季启动空冷系统防冻措施
1）当环境温度低于＋2℃时，机组在遇有启动和停机操作时，必须提前了解并监视环境气象条件的变化，冬季启动尽量安排在白天11：00以后启动，但在17：00前机组负荷必须带至空冷岛最小防冻流量对应的负荷以上；2）锅炉点火前,检查主汽门、再热主汽门前疏水、辅汽联箱疏水、轴封母管疏水至排汽装置门关闭，或在保证设备安全的前提下采取间断疏水；3）将1、2、6列空冷系统的抽空气门、蒸汽分配门关闭；
4）锅炉点火后，尽量用炉侧的空气门、PCV阀及疏水系统进行升温升压；5）当主汽压力＞0.8MPa（主汽压力可根据环境温度确定）以上，方可投旁路；6）开启低旁（全开），开启高旁50％以上，空冷岛3、4、5列开始进汽；7）可根据情况启动3、4、5列的逆→顺流风机；将所有疏水倒至排汽装置；8）随着机组负荷增加，根据空冷岛各列凝结水温度、抽真空温度依次投入2、6、1列空冷岛运行；
9）在冬季启动前应投入空冷岛所有隔离阀的电伴热；
10）如冬季热态启动，要求升温升压速度较快，应控制旁路的开度；11）在机组冲车前，要适当关小低旁，此时必须保证空冷岛的进汽量应在任何时候均大于20％的额定进汽量：674.4×20％＝134.88t/h，如果不能满足此要求应联系锅炉进一步提高主汽参数；三、正常运行中防冻
1）如果在冬季运行，空冷系统防冻保护在环境温度低于－5℃时才能启动；2）保证空冷岛防冻保护正常投入，认真监视空冷岛抽真空温度、凝结水温度、环境温度以及天气预报，发现DCS温度测点异常时及时联系消缺，确保各温度测点的准确性；
3）认真监视每一列凝结水温度和抽真空温度的变化；
4）根据环境温度、供热抽汽量、机组负荷、主蒸汽流量等及时解列空冷隔离列；5）当隔离列隔离后，认真检测隔离阀前后温度，发现异常即使联系检修有关专业对隔离阀校对，保证隔离阀的严密性；
6）若隔离阀漏汽量较大时（根据阀前后温度判别）为防止空冷管束积冰过多损坏设备，执行空冷岛倒列运行方式，确保空冷岛及换热管束的安全，具体倒列操作及注意事项参考“空冷岛倒列运行措施”；
7）巡检时加强空冷散热面温度测量，特别是散热片边角处表面温度，当发现空冷系统有结冰的危险，立即解除空冷自动，降低空冷风机频率，及时停止逆流风机或倒转，针对过冷管束进行回暖、溶冰，就地测温人员加强测温；8）空冷岛冬季防冻期间无论是何种防冻方式，空冷岛务必24小时不间断测温，保证冬季运行空冷岛的安全运行。
9）冬季供热期间，机组负荷应换算为汽轮机进汽量参考，供热期供热机组负荷不得低于70％额定负荷，即主蒸汽量不得低于710T/h左右，在供热期间无论何种运行方式，空冷岛进汽量不得低于150T/h（-20℃三列运行），否则必须申请增加负荷或降低供热抽汽量。
10）当环境温度进一步降低时，必须提高空冷岛进汽量，以确保空冷岛的设备安全运行，任何工况、环境下坚决杜绝空冷岛设备损坏事故发生，各值必须提高空冷岛防冻的安全意识。
11）冬季运行期间，机组阻塞背压参照“阻塞背压曲线”进行调节。四、冬季机组故障甩负荷空冷防冻措施
1）机组因故甩负荷，此时应迅速关闭或确认关闭1、2、6列蒸汽分配门，并关闭其抽空气门，开启旁路，进行空冷岛防冻，同时用旁路调整锅炉主汽参数，若锅炉参数维持不住或灭火且炉侧蒸汽参数突降，应立即停机，迅速切断进入排汽装置所有汽源，停止空冷岛所有风机运行；
2）如机组因故打闸，此时应开启旁路，根据旁路开度逐次关闭1、2、6列蒸汽隔离门和抽真空隔离阀。盘车投入后，立即破坏真空，停止轴封，汽轮机闷缸，立即关闭旁路阀，将进入排汽装置的疏水全部关闭，检查关闭1、2、6列空冷岛的进汽隔离阀，打开抽真空旁路阀；
3）锅炉灭火，主汽流量迅速下降，此时空冷岛会很快结冰，如果此时开启旁路系统会造成主汽参数地很快下降；因此，在冬季锅炉灭火后迅速关闭1、2、6列蒸汽隔离阀，3、4、5列进入防冻模式运行，维持机组带初负荷运行；若无法满足空冷岛系统防冻要求且有结冰危险时，应立即打闸，切断空冷岛所有进汽。
五、冬季机组停运空冷防冻措施
1）随着负荷的下降应按顺序停止风机运行并退出空冷岛自动控制模式；2）当机组负荷降至66MW时，根据情况依次关闭空冷岛1、2、6列的蒸汽隔离阀和抽真空隔离阀；
3）汽机打闸后关闭主、再热管疏水、辅汽联箱疏水、轴封系统疏水，切断空冷岛所有进汽；
4）盘车投入后，立即破坏真空，停止轴封，汽轮机闷缸，开启抽真空旁路阀。5）停机后仔细复查排汽装置疏水系统，防止残余蒸汽进入空冷岛结冰；6）机组停运后，要定期对真空泵进行启动运行，防止真空泵入口结冰而影响启动或冻坏设备。
六、机组和空冷岛系统无论是在任何运行方式下或任何工况下各值班人员务必做好以下工作：
1）空冷岛测温人员熟知“电业安全操作规程”，测温期间提高防止人身伤害
的安全意识，坚决杜绝人身伤亡事故发生。
2）接班前根据当天班次、环境气象情况做好空冷岛防冻事故预想，并检查
工器具完整、完好且无故障；
3）值班期间认真抄录报表，对参数变化正确认真进行分析判断，否则值长
组织人员进行异常参数分析；
4）当班期间做好定期巡检工作，仔细进行空冷岛换热面测温工作，并将测
量结果认真加以比对，发现异常及时汇报；
5）当机组低负荷运行、环境降温、刮风、下雪等，抽汽供热量增大，应适
当增加供热机组进汽量等手段防止发生管束内结冰甚至冻坏事故，同时增加巡检次数和就地测温范围，认真做好防冻工作。
扩展阅读：冬季空冷岛防冻技术措施
主题：冬季空冷岛安全、经济运行技术措施技术措施内容：
为了确保空冷系统进入冬季的安全、经济运行，根据实际情况，针对空冷系统的投、停及正常运行维护、异常处理情况下，特制定以下措施，望各值认真学习、执行。一、日常维护工作
1、正常运行时空冷岛每班进行两次巡回检查，检查项目增加：就地温度计显示的环境温度、伴热带工作正常、防冻帆布防火情况、挡风墙彩板无松动、平台孔洞封堵正常、风机室之间的门关闭正常。
2、环境温度下降到-3℃以下时，安排人员进行空冷岛翅片就地测温，并将数据详细记录到空冷测温表中。
3、就地测温工作每班进行两次，保证顺流区管束表面温度在35℃以上，（尤其注意下半部分）,逆流区管束表面温度在10℃以上，（尤其注意上半部分）。若集控DCS盘面各列抽空气温度低于凝结水10℃时，要进行重点侧温，防止管束冻结。
4、保证空冷岛进汽量在冬季防冻最小防冻流量150T/h以上,空冷岛进汽流量=主汽流量-各段回热抽汽量（主汽流量的35%）-五抽至供热抽汽流量。
5、主汽压力严格按照滑压曲线运行，相同负荷下，主汽压力升高时，主汽流量下降，这样进入空冷岛的蒸汽量降低，不利于防冻。
6、冬季排汽背压应根据环境温度、凝结水、抽空气温度综合考
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虑后设定。正常情况下按额定背压13.6kPa运行。（附背压对功率关系修正曲线）
二、极端工况的检查规定
1、极端工况是指：
1)环境温度低于-25℃以下时；2)机组启、停时；3)低负荷时；
4)供热最大工况，抽汽量达400T/h以上时；5)事故处理时；
6）空冷岛进汽量小于最小防冻流量时；
2、上述第一项的检查、测温工作安排专人，每小时进行一次。三、机组启动时
1、机组在冬季启动前（环境温度≤0℃），应检查空冷凝汽器各列进汽隔离阀关闭，各列凝结水阀、抽空气阀开启。
2、锅炉点火前，将机组管道疏水一、二次门关闭并“挂禁操”，确保空冷系统无蒸汽进入。
3、锅炉点火前，机组送轴封后启动三台水环真空泵开始抽真空，当机组背压降至50PKa时关闭抽真空旁路阀。利用ACC逆流区抽真空系统继续降低机组背压，此时锅炉点火。
4、当机组背压＜25Kpa时停运一台真空泵。
5、锅炉点火后，一次汽采用对空排汽的方法进行升温、升压，当主蒸汽流量达到空冷单列凝汽器的最小防冻流量时（根据厂家提供
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的最小防冻流量曲线确定），方可投入旁路系统运行，并投入三级减温水，关闭锅炉一次汽对空排汽，同时将机组管道疏水倒入排气装置。在投入旁路后将机组背压逐渐升高到25～30Kpa，此时，启动列空冷凝汽器已投入运行，控制其凝结水温度在55～65℃之间；抽空气温度在50℃～60℃之间运行，并维持ACC系统过冷度在3～5℃之间。
6、旁路系统投入后，根据排汽缸温度投入汽缸喷水，控制排汽缸温度在60～70℃之间。
7、管道疏水倒入排气装置后，应及时投入疏扩减温水，控制高、低压疏水扩容器温度在70～80℃之间。
8、尽可能加快启动速度，尽量缩短小流量蒸汽进入空冷系统的时间。
9、一般情况下，机组冷态启动时，高、低旁在炉侧压力达到1.5Mpa时方可投入。旁路系统投入后，低旁尽量开大，高旁保持开度在50%左右，并根据主汽压力和排汽背压进行调整。炉侧要在规程规定的范围内尽可能加快升温升压速度，达到冲转参数时立即进行冲车。
10、机组在冲车过程中应根据背压、启动列凝结水温度、抽空气温度可投入下一列空冷凝汽器（根据现场实际情况灵活掌握，但该操作应在中速暖机或高速暖机时进行）。
11、机组在并网后，炉侧要加强燃烧调整，使机组能在尽可能短的时间内带到较高的负荷，以保证有足够多的蒸汽进入空冷散热器中，要尽力避免小流量、低负荷、长时间运行。
12、随着机组负荷的升高按照ACC自动控制顺序依次投入其他各
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列空冷凝汽器运行。
13、机组启动过程中，维持两台真空泵运行，当凝结水各温度测点均大于40℃时停运一台真空泵运行。
14、在空冷系统投运前四小时投入空冷凝汽器进汽隔离阀电加热，并在机组启动前对各阀门进行传动，确保各阀门开关灵活。空冷系统停运前一小时投入空冷凝汽器进汽隔离阀电加热，待空冷系统停运四小时后停止各阀门电加热，并将空冷系统各阀门全开。
15、在空冷系统投入运行后其逆流区抽空气管道伴热带必须投入运行，机组停运两小时后停止抽空气管道伴热带。
16、随着机组负荷的不断增加，运行人员注意检查逆、顺流风机应根据ACC自动控制曲线的顺序依次启动。
17、机组冬季启动后，还应注意ACC冬季保护程序、回暖程序的自动投入情况，发现异常，运行人员应加强监视与调整，并联系热控人员尽快处理，确保空冷系统保护正常投入。
18、当机组启动时，在机组背压未降到30KPa以下前，应杜绝一切蒸汽进入排汽装置。
19、当空冷凝汽器从进汽计时到30分钟期间，锅炉应加强燃烧，汽机逐渐开大高、低旁，保证空冷凝汽器最小防冻进汽量的供给。四、机组正常运行时
1、进入冬季无特殊情况ACC系统顺流区风机必须在自动模式下运行，逆流区各风机转速根据该列凝结水与抽空气温度偏差不大于10℃的原则，进行手动调节。
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2、在自动方式下运行时，风机按逻辑设定好的程序进行启停及调频控制，若检查发现某一风机控制的散热翅片温度太低时，须先将此风机解为手动，停运一定的时间，待温度恢复后再重新投入运行，但此风机必须在高速位置运行时方可投入自动。
3、在自动方式下运行时，冬季排汽背压应根据环境温度、凝结水、抽空气温度综合考虑后设定。正常情况下按额定背压13.6kPa运行。
4、不论空冷风机在手动位置或自动位置，冬季机组跳闸后，须根据机组背压，自动或手动停运部分或全部风机运行，并自动或手动关闭各列进汽隔离阀，避免因进汽量小而使散热器管束结冻。
5、正常运行中，左右侧凝结水温度和排气温度的差值一般小于3-5℃；抽空气温度和排汽温度的差值一般小于15℃，否则，应增大背压设定值。
6、严密监视空冷凝汽器各列凝结水温度，应控制在对应压力下的饱和温度运行，并保证其系统过冷度在3～5℃之间。
7、严密监视空冷凝汽器各列逆流区抽空气温度，应控制在小于其对应压力下的饱和温度15℃以下运行。
8、机组正常运行中负荷应控制在60%以上运行。（带供热的机组为保证供热质量及空冷系统的防冻，机组负荷应控制在85%以上运行）。
9、在机组正常运行中，当出现左右侧凝水温度或抽空汽温度大幅度变化时，要适当提高机组背压设定值。
10、空冷风机按要求在自动方式下运行，无特殊情况不得在手动
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方式下运行。当ACC自动控制故障时，应切“手动模式”运行，尽快联系热工处理，并汇报有关领导。当ACC在“手动模式”下运行时按以下方案进行调整：
（1）当各凝结水温度低于对应压力下的饱和温度5℃时，应先将外围两列风机降速运行，如果各列凝结水温度仍在下降，应将其它列迎风面风机转速降低运行，直到凝结水温度回升为止。
（2）当逆流区抽空气温度低于其对应压力下的饱和温度15℃时，且该列顺流风机已全部停运后其抽空气温度仍低时，应投入该列逆流风机反转运行。注意：在投入各列中的逆流风机反转时，应确认空冷岛出口热风温度应＞50℃。
11、空冷凝汽器投入运行后，必须保证各列散热器之间的隔离门关闭严密，防止窜风，影响整体空气动力场的稳定性。
12、冬季运行期间每班应就地实测各列散热器外表面上、中、下部的温度不少于两次，且各列顺流散热器下部温度不得＜30℃，逆流散热器上部温度不得＜5℃。否则，应降低对应列风机的转速。尤其应注意各列凝结水温度测点对应侧的联箱温度不得小于其对应压力下的饱和温度（防止空冷散热器在运行中局部过冷而引起部分管束的过冷变形）。
13、冬季启、停机过程中应设专人对空冷凝汽器各列散热器迎风面下联箱（凝结水温度）及散热器管束进行就地温度实测，有异常时应增加检查和测量次数。
14、为防止逆流管束空气抽出区结冰，在抽空气管道上增设伴热
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带，且在机组正常运行中必须投入。逆流风机将按自动程序每隔20分钟进行回暖保护（停运3分钟、反转5分钟）。五、机组在停运时
1、随着机组负荷的降低，结合凝结水温度的下降，逐渐降低空冷风机的转速保证凝结水温度在50℃以上。风机的停运顺序为：由外到内。
3、随着机组负荷的降低，当风机全部停运后，应逐渐停止单列散热器进汽。整体停运顺序为：由外到内，对称停运；单列停运步序为：关闭单列散热器进汽隔离阀，凝结水阀全开。
4、汽轮机打闸后应立即关闭所有导入排气装置的疏水阀，停运真空泵，待机组转速低于100转/分时，逐渐点动开启真空破坏门。
5、为防止疏水阀不严排汽装置进汽造成低压排汽缸温度过高，凝结水泵应连续运行34小时。
6、停机过程中在机组带低负时，要尽量避免小流量、长时间空冷岛大面积进汽情况发生。六、机组运行中跳闸时
在机组运行中发生跳闸事故后，必须设专人监视空冷画面，迅速降风机转速，维持背压25kPa以上，关闭各列蒸汽隔离阀，其凝结水阀保持全开。同时将所有管道疏水关闭，维持凝结泵正常运行。七、机组运行中跳闸后极热态启动时
1、机组跳闸后，主、再热蒸汽管道疏水不得开启。
2、若汽温低于允许挂闸冲转参数，应根据机组背压尽量开大高、
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低旁，并加强锅炉燃烧，快速提升参数，尽快进行冲转。
3、若汽温高于允许挂闸冲转参数，高、低压旁路可适当开启，在冲车过程中调整空冷凝汽器的进汽量。
4、锅炉点火后，主、再热蒸汽温度接近冲车参数时，且高、低旁投运正常后，主、再热蒸汽管道疏水导入排汽装置，待管道积水疏尽后方可冲转。
5、机组冲转后，炉侧要加强燃烧调整，以避免主汽温度大幅度的下降，确保机组并网后带负荷的需求。
6、机组并网后要尽量缩短启动和带负荷的时间，尽快使空冷系统大流量进汽，降低结冻可能性。
7、机组并网后，各列空冷凝汽器应在三小时之内全部投入运行，防止停运散热器管束内结冰。
发电部
二一一年十一月二十九日
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