赵文杰

摘要：文章针对大容量直接空冷机组冬季启动过程中旁路运行方式、空冷岛进汽时机等防冻关键要素进行实践摸索，以提高空冷岛的防冻能力，防止启动过程中发生大面积冻结事故。结果证明，该项操作缩短了启动时间，提高了机组工作效率。

关键词：直接空冷凝汽器；示范机组；冬季启动；防冻能力；旁路运行方式；空冷岛 文献标识码：A

中图分类号：TK247 文章编号：1009-2374（2015）27-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.023

1 系统概述

通辽发电总厂（通辽电厂三期工程）安装的一台600MW亚临界直接空冷机组，由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产，型号为NZK600-16.7/538/538。直接空冷凝汽器系统由哈尔滨空调股份有限公司生产，这也是国产第一台600MW直接空冷凝汽器。该工程被国家发改委列为国产首台600MW直接空冷示范机组，该机组的成功投产标志着我国直接空冷凝汽器在大容量机组应用方面迈上了一个新台阶。

该空冷凝汽器采用双排管散热片，由64台冷却单元组成，排成8排，每排8台冷却单元。8排蒸汽分配管设有6个进汽蝶阀。冷却元件采用钢制大直径椭圆翅片管，上下两排翅片管分别采用2.5mm和4mm不同的片距。该系统主要流程为：从汽轮机低压缸排出的乏汽，经由两根直径为DN6000排汽管道引出主厂房外，垂直上升到37.5m高度后，向两侧引出8根直径为DN3000的蒸汽分配管将乏汽引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱。每组配汽联箱与8个冷却单元相连接，每个冷却单元由8块冷却翅片管束和1个直径9.14m的轴流风机组成。8块翅片管束以接近60°角组成的等腰三角“A”型结构构成，“A”型两侧分别为4个管束，顺流管束长度为9.90m，逆流管束长度为9.30m，宽度均为3.02m。当乏汽通过联箱流经空冷凝汽器的翅片管束时，大量的冷空气被轴流风机吸入通过翅片管外部进行表面换热，将乏汽的热量带走，从而使排汽凝结为水。凝结水由凝结水管收集起来，排至排汽装置下部的热井中，经过内置式除氧装置除氧后，由凝结水泵升压，送至汽轮机热力系统。

2 启动过程中空冷系统防冻要点

直接空冷机组从锅炉点火开始，只要进入空冷岛的蒸汽量低于空冷岛的最低防冻保证进汽量，蒸汽凝结后就会发生冻结，所以启动过程中不发生冻结现象是不可能的，关键是要用尽可能短的时间使空冷凝汽器的热负荷达至防冻设计值，空冷凝汽器的散热片才不会发生大面积冻结而逐渐运行正常。

通过几次冬季启机摸索（环境温度-10℃～-20℃），直接空冷系统启动过程的防冻要点主要有以下八个方面：（1）锅炉点火后，充分利用再热器的干烧能力，尽快提高蒸汽参数，点火初期只投入高压旁路运行，不投入高旁运行（该机组）；（2）在蒸汽压力达至一定参数之前，避免空冷岛进汽，在低压旁路开启之前不投入轴封供汽，只是启动三台真空泵“干抽”，以最大限度减少空冷岛进汽量；（3）在蒸汽压力达至规定数值（见防冻措施），低压旁路在5～10分钟内快速开启，使空冷凝汽器进汽快速达到防冻流量；（4）对系统进行改造，增加再热汽冷、热段疏水至锅炉定排管道，保证高低压旁路开启前，各管道不积水，并充分预热；（5）增加了空冷系统抽真空管道伴热带，一是防止抽真空管冻结，影响不凝气体的抽出，二是在启机前将抽真空管温度测量元件外包裹的冰化掉，为热控系统正常工作，提供准确数据；（6）机组冲转及并网后旁路仍应保留一定开度，直至汽轮机排汽量能够满足空冷岛防冻要求时，方可停止旁路系统；（7）空冷岛进汽后应严密监视各排散热器凝结水联箱温度及抽真空管温度，这两处温度必须得到保证，是空冷凝汽器防冻运行的关键，监视未投入散热器凝结水联箱温度及抽真空管温度，可以发现未投入空冷散热器是否隔绝严密；（8）在进入严冬后，将最外侧两列散热器迎风面用苫布、棉被盖好，防止冷风直吹，引起局部冻结。

3 机组启动过程中的防冻措施

第一，在通辽地区，秋季非常短暂，所以进入秋季后就要对气温加强监测，环境温度低于+5℃空冷系统进入冬季运行期。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。环境温度达-20℃，空冷岛禁止进汽，冬季启、停机尽量选择在白天气温高时进行。

第二，在任何情况下，必须保证空冷岛各列散热器端部小门以及各冷却单元的隔离门在关闭位置，防止各个散热单元相互影响。

第三，冬季机组启动过程中应设专人对空冷岛各列散热器下联箱及散热器管束表面各部进行就地温度实测，因为在DCS中监测的数据只能反映空冷岛整体运行状况，不能反映空冷散热片局部的冻结情况。在该机组启动过程中曾经发现部分散热片中部温度20多℃，而散热器下角部处于-2℃的情况，遇有此种情况时，应将类似温差大的散热单元风机停止，直至温差大幅减小。

第四，锅炉点火前，关闭至排汽装置及疏水扩容器的全部疏水门，开启汽轮机主再热汽管道疏水导定

排门。

第五，锅炉点火后，高低压旁保持关闭状态，控制炉膛出口烟温不超过538℃，升温升压至0.8～1.0MPa（此过程应严密监视汽缸温度、温差，如有异常及时汇报并采取措施），然后汽机启动三台真空泵抽真空，注意此时不投轴封供汽，这样就最大限度地保证了在投入旁路前没有蒸汽进入空冷岛。当背压达到40kPa以下时，关闭空冷岛10、20、30、60、70、80列散热器进汽蝶阀及抽真空电动门，也就是将这6列散热器隔离，减少空冷凝汽器的散热面积。

第六，主汽压力达0.8MPa时，可适当开启高旁阀，再热器暖管后逐渐开大高旁门，当再热器压力达1.2～1.5MPa，主汽压力达2.0～2.5MPa时，开启低压旁路、开大高压旁路向空冷岛供汽，并在规定时间内使空冷岛进汽量达到规定的最小进汽量以上（在3分钟之内将低旁开度逐渐增加至30%，再过5分钟将开度开至100%，注意背压不得高于50kPa）。

第七，当第40、50列空冷凝汽器管束下联箱中凝结水的温度（平均值）高于35℃后风机开始运行，首先开启第四、五单元逆流凝汽器的风机，在21.9～36.5r/min之间运行，注意散热器抽真空管的温度不能低于25℃。将机组真空背压设定在35kPa，随着蒸汽负载的增加风机转速上升，当风机转速达到36.5r/min，满足不了排热量的要求，即实际排出蒸汽压力高于设定值，应依次增加风机的开启台数（如果ACC处于自动状态，风机自动开启）。注意：通过几次冬季启机实践发现，一般环境温度特别低时，由于机组上次停机时，散热片下凝结水联箱中的温度测点已被冰包裹，有时其完全化开需0.5～2小时不等，以散热片下凝结水联箱中的温度作为自动启动风机的条件有时行不通，此时背压会急剧增加，故应根据实际情况确定启动部分风机以保证背压不急剧上升。

第八，蒸汽参数接近冲转参数时，调整高低旁开度，根据汽缸金属温度，调整参数达至冲转要求，采用高中压联合的启动方式，汽轮机开始冲转（冲转时应保持低旁开度在30%以上，以增加空冷岛进汽量）。并根据机组启动曲线，用最短的时间升速、并网。注意冲转过程中应适当提高背压，以增加空冷岛进汽量。

第九，机组并列后，根据汽缸金属温度尽快带至最小防冻流量所对应的负荷。注意机组并网后，背压应低于背压保护曲线的规定值，即25kPa，所以应视情况增加风机启动台数，当两列风机转速均高于70%转速时，方可按30、60、20、70、10、80列的顺序依次投入隔离的散热器。

4 结语

通辽地区冬季漫长而寒冷（冬季长达6个月），双排管空冷凝汽器从冬季启动及运行实践观测发现，其单个散热片同侧不同位置及相同位置内外侧之间温差都比较大，这主要是由蒸汽流量分配不均造成的，要保证空冷散热片不发生大面积冻结事故，必须对汽机旁路及空冷凝汽器的运行方式、进汽时机及进汽量予以充分的把握，尽量缩短空冷机组冬季启动时间，另外，完善各管道的伴热设施及空冷风机的防冻控制逻辑也是非常必

要的。

参考文献

[1] 600MW汽机辅机运行规程[S].

（责任编辑：陈 倩）