直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策

直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策

王锡福

辽宁大唐国际沈抚热力有限责任公司辽宁沈阳110116

摘要：直接空冷技术是直接利用环境空气作为介质对发电机组进行冷却的技术，在缺水地区将成为未来空冷系统的重要发展方向。因此，关于直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策具有重要的意义。本文首先对直接空冷机组进行了概述，详细探讨了直接空冷机组空冷系统运行问题及对策，旨在保证空冷机组能够安全、高效的运行。

关键词：直接空冷机组；直接空冷系统；问题分析；对策

伴随水资源的紧缺，在火力发电阶段，直接空冷设备的作用得以发挥。直接空冷机组使用大气中的空气为媒介，冷却汽轮机设备。所以，节省了不少水资源，是科技领域的较为先进的科技。特别是在我国水资源紧缺的北部区域，直接空冷机组的使用是大势所趋，直接空冷机组在运转阶段会出现真空渗漏、管束积尘、寒冷开裂等难题，假如不采取应对举措，就会让直接空冷设备无法稳定运转。所以，需要对难题实施解读，并确保系统运转的流畅性。

1直接空冷机组概述

发电机组空冷设备是指透过特殊的设备将排出的热气冷却成凝结水。而直接空冷设备通常使用能够多次循环使用的空气为冷却媒介。汽机的排汽通常要使用空气冷凝，而汽机排泄的饱和蒸汽通过排气管道安放在房屋外的空气凝汽器内，最终传送到锅炉，进而完成二次使用。

2直接空冷机组空冷系统运行问题及对策分析

2.1管束积灰问题及对策

（1）管束积灰的原因

直接空冷机组一般在我国北方地区应用较多，尤其是西北缺水地区，一般空气质量较差、沙尘较多，由于空冷机组是暴露在外界环境中，就使得空冷机组任何部位都会与外界环境相接处，尤其是管束部位，由于存在大量散热翅片并且翅片间距较小，使得空气中大量的灰尘被滞留下来，久而久之就会形成大量积灰，由于积灰层的存在使得散热器不能与外界空气充分接触，无法与冷空气形成热交换，因而大量的热量散发不出来，会严重影响直接空冷机组的运行。

（2）管束积灰解决对策

首先，要优化散热器的结构，包括散热器形状以及散热翅片的结构和尺寸，使之既可以保证与外界环境充分接触，又不易积灰；其次，改进清灰工艺，如使用高压水力清灰的方式，并根据空气质量情况科学安排清灰周期，使散热器上的积灰不会影响散热效果，并能够最大限度节约清灰用水量。

2.2管道冻裂问题及对策

（1）管道冻裂问题的原因

在北方冬季一般气温较低，因此如果管壁的温度处于零下，则凝结水在管道中流动过程中就有可能结冰，随着时间的推移，结冰越来越多，由于水结冰的过程是体积膨胀的过程，因此较为薄弱的管道就会发生冻裂现象，一旦管道被冻裂，就会影响直接空冷系统的正常运行。

（2）管道冻裂问题解决对策

首先，可改变散热器管道的结构，如采用椭圆形钢制管道，可有效抵抗内部结冰带来的对管壁的压力；其次，可根据各个机组的实际情况进行计算，并科学布置管道的顺流和逆流面积，使不凝气体及时顺利的排出，防止蒸汽回流，降低结冰的几率，此外，应当优选单排管散热器，以防止不凝性气体聚集的现象。

2.3环境影响的问题及对策

（1）环境对直接空冷系统运行的影响

由于直接空冷系统是完全依赖环境条件而工作的，因此环境的气温、风速、风向等等都成为影响直接空冷系统运行的重要因素。首先，如果环境气温较高，如在炎热的夏季，会直接导致空冷系统散热器进口空气的温度较高，当较高温度的空气进入凝汽器后会导致凝汽器冷凝温度升高，同时排汽压力就会升高，同时由于空冷岛是暴露在空气中的，如果是多个空冷岛共同工作则会导致下游的空冷岛进口温度升高，因此不利于机组的经济运行；其次，空冷岛安置在汽轮机房前方位置，在环境风的作用下其工作效率会发生一定的变化，主要表现为：对系统而言，空冷器的迎面风速越大越有利于系统的散热，而如果环境风速越大，则会影响进风口的风向，从而导致空冷器的迎面风速变小，导致直接空冷系统的冷却效果变差。

（2）环境影响问题解决对策

首先，在环境温度相对较高的夏季，要使系统安全有效的运行，可通过使机组非满负荷运行，从而通过降低热负荷的方式来降低凝汽器的压力，但非满负荷运行的方式无疑会降低系统运行的经济性，因此可通过在散热器进口处喷雾增湿的方式降低进口空气的问题，从而降低凝汽器的冷凝温度，保证系统满负荷运行。

其次，可通过变频器调节风机的转速，提高空冷散热器的冷却空气流量，使直接空冷系统能够安全且高效的运行。

2.4真空渗漏

（1）真空渗漏的原由

直接空冷系统的排气管内径偏大，所以焊装位置面积偏大、焊缝过长、密闭情况不良，特别是在拐弯位置，极易导致真空渗漏；直接空冷系统散热设备通常使用管状构造，管子数目庞大并且自带散热翅片，这部分翅片通常透过焊装与管子联接，而且翅片极为单薄，只要运输不慎或安装时遭到外力破坏就会形成形变，翅片与管子相连的位置极易脱焊而致使管道损坏渗漏；此外，空冷岛占地规模大，构造繁杂，安装阶段无法全部密闭，安装完成后也缺乏大规模检测渗漏的办法。综上所述，能够发现直接空冷系统在运转阶段形成真空渗漏的难题，极难规避。

（2）预防真空渗漏的策略

要预防真空渗漏，第一步应在排气管道焊装阶段，使用前卫的焊装科技，例如无缝焊装等，焊装完成后使排汽管道与管束形成一个整体，解决焊装导致的密闭情况不佳的难题；第二步，应有效设计散热设备，要设计管子与翅片融合的散热设备或降低翅片变形对管子造成损伤的几率；空冷岛的安装要严格依照图纸完成，规避在运送途中或安装阶段损毁，并研发出能够检验大规模真空渗漏的办法，让空冷岛在安装后可以第一时间检测真空度，方便检查出故障并予以化解。

3结束语

综上所述，直接空冷机组空冷系统运行问题及对策的分析对空冷机组的安全运行具有重要的作用。因此要进一步提高和完善直接空冷机组空冷系统运行问题的对策，这样才能实现直接空冷机组空冷系统的安全运行。

参考文献

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