摘要 摘 要：国内西北地区因缺水, 火电机组冷却方式多采用间接空冷。某西北高寒地区火电机组工程, 采用了间接空冷塔。因此对电厂间接空冷塔安装和调试过程中出现的问题进行了分析,
摘 要：国内西北地区因缺水, 火电机组冷却方式多采用间接空冷。某西北高寒地区火电机组工程, 采用了间接空冷塔。因此对电厂间接空冷塔安装和调试过程中出现的问题进行了分析, 并提出了解决方法。
关键词：设计; 施工; 调试
1 概述
间接空冷系统是指:循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热, 冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽, 受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔, 通过空冷散热器与空气进行表面换热, 循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽, 构成了密闭循环。在空冷塔内设有高位膨胀水箱以保持系统内的压力稳定。该系统包括循环水冷却系统、空冷散热器补水稳压系统、空冷散热器充水、排水系统、事故泄水系统, 空冷散热器清洗系统等。
2 系统简介
本工程空冷系统采用表面式凝汽器、自然通风冷却塔的间接空冷系统。空冷散热器垂直布置在空冷塔的周围, 按照圆周分为10个扇区, 每个扇区设立进、出水管和泄水管。冷却三角上方布置有展宽平台。冷却塔中共有178个冷却三角。空冷散热器采用现场组合装配方式, 冷却三角在安装到最终位置前应在予装配区域进行装配和水压试验。本冷却塔内设有2个90m3的高位膨胀水箱, 地下设有6台350m3的钢储水箱, 管路系统包括循环水系统、冲排水系统、补水系统、散热器清洗系统。
3 工程管理中问题反馈及处理建议
3.1 设计问题
3.1.1 排气管道未设计伴热
此设计缺陷, 主要反映在, 间冷塔扇区投用之初, 间冷塔塔内环境温度还未明显上升, 且投用的扇区顶部排气管道内部为死水, 在西北这种高寒 (最低气温低于零下25℃) 地区, 仅靠保温很难保证管道不冻裂。排气管道结冻后, 此时如果相应的扇区撤出泄水, 散热器内部负压太大, 最底部散热片水无法全部泄干净, 冬季时会导致散热器管束结冻并冻裂。建议:如遇高寒地区类似间冷项目, 排气管道必须增加伴热, 由于排气管道位置较高 (厂区标高27m以上) , 必须设计有位置合适的电源控制箱。
3.1.2 展宽平台密封板设计选用材料不合适, 该工程设计为花纹钢板
展宽平台密封板选用花纹钢板, 此种材料热膨胀系数较大, 由于西北地区夏季早晚温差大, 直接导致花纹钢板因膨胀和收缩而拉裂, 西北现场这种情况比较严重, 为处理此问题, 刻意避开夏季, 针对拉裂部位, 重新切割并补焊, 此方法只能治标不能治本。建议:如遇自然环境早晚温差大的间冷项目, 展宽平台密封材料可选用热膨胀系数较小的材料, 如保温彩板。
3.1.3 进塔大门门框设计太窄, 大车或大型吊车无法进入, 影响检修
本工程的进塔大门门框设计为钢结构门框, 考虑到上部还需支撑两组冷却三角的重量, 为保证强度, 故门框设计跨距较小, 导致间冷塔无法进大车或大吊车 (50t以上的汽车吊或履带吊无法进塔) , 无法完全满足塔内设备及管道检修, 如膨胀水箱。建议:大门门框设计为钢筋混凝土门框, 此种形式的门框相对于钢结构门框, 在保证强度的情况下, 跨距较大, 可考虑三组冷却三角的跨距。
3.2 施工问题
(1) 总评阶段, 未预留单独的散热器冷却三角组合场地, 导致冷却三角组合吊装阶段, 受场地小影响严重。项目部在间冷塔周边协调其他施工单位专门腾出场地, 保证了间冷塔冷却三角组合工作。建议:散热器厂家设计的冷却三角长度为26m, 每组冷却三角由左右各四片散热片及百叶窗组合而成, 其组合工作对场地大小要求比较严格, 再考虑组合用吊车占位及组完的冷却三角的堆放空间, 场地空间需求较大。因此针对采用间冷的项目, 必须在总评阶段单独预留一部分场地专门用于冷却三角组合。且该厂家设计的冷却三角较长, 使得冷却三角从组合场地运输至吊装场地 (间冷塔周围) 时对厂区道路的回转半径要求较大, 这就要求冷却三角组合场地必须在间冷塔周边, 便于运输吊装;或在组合场地至间冷塔之间设置大件运输路, 方便运输。(2) 间冷塔地上及地下管道、地下水箱均未按照技术协议及图纸材料表供货, 增加了现场安装工作量。此问题产生的原因主要是由于间冷塔厂家供货进度较慢, 在我方催促下, 厂家为满足供货进度缩短厂内加工时间, 未能严格按照图纸进行配制后就发送至现场。建议:明确要求厂家严格按照图纸供货, 并派人定期到制造厂监造。供货进度和质量必须同时保证。(3) 该项目间冷塔前期部分施工工序不合理。因展宽平台安装和冷却三角吊装分别划分给两家施工单位施工, 展宽平台全部施工完成后才开始进行冷却三角组合吊装工作, 严重影响间冷塔整体施工进度, 中后期只能通过加快冷却三角组合吊装及管道安装进度来弥补前期浪费的时间。建议:展宽平台施工和冷却三角组合吊装两个工序必须划分给同一家施工单位, 便于施工单位内部协调各工序, 当展宽平台安装约一个扇区以上的作业面的时候, 冷却三角就可以开始吊装, 且冷却三角组合工作可提前开始。如此安排能大大缩短间冷塔整体安装工期。(4) 冷却三角组合时, 百叶窗叶片之间的全关间隙未进行检查, 使后续进行百叶窗执行机构调试时, 执行机构全关, 同一组百叶窗叶片间隙不统一, 间隙超标的叶片较多。此情况增加了现场工作量, 现场又花费近10天对间隙超标的叶片进行了重新调整或更换。建议:在冷却三角组合时, 对百叶窗全关的叶片间隙进行明确要求, 间隙调整合格后 (小于3mm) 才允许吊装冷却三角。
3.3 调试问题
3.3.1#2间冷塔#1、#4扇区散热片部分管束冻裂
原因:#2机主机冲转 (冲转期间冷塔#1、#4扇区投用) 后晚上停机, 停机后循环水无热负荷, 循环水温度降低, 扇区必须放水。由于冲转期间, 间冷塔扇区投用较少, 塔内环境温度未明显上升, 最低气温温度约-20℃左右, 此时停机#1、#4扇区泄水撤出, 撤出过程中, 最底部散热片管束存水时间最长, 且由于散热片顶部排气管道设计偏细 (DN25) , 水泄至散热管束对下端时, 内部负压最大, 泄水流速最慢, 在此极端低温下, 下部管束冻住, 导致破裂。建议:设计方面建议将散热器排气管道直径增粗;运行控制方面建议:当扇段泄水时先关闭百叶窗再泄水, 此项工作尽量在当天气温比较高的情况下进行。针对此情况, 厂家给出高寒地区冬季运行注意事项如下:(1) 冬季加强巡检, 单个扇区两侧末端的冷却三角需特别注意。(2) 在保证真空的前提下间冷塔出水温度尽量高, 特别是调试及第一年运行期间。(3) 建议环境温度高于-10℃时, 再进行扇区充、放水操作。(4) 冬季环境温度低于0℃时投运6-8个扇区已可满足机组满负荷运转的散热要求, 此时通过调整百叶窗开度来控制水温。(5) 冬季运行时已投入扇区尽量避免泄水, 尽量在所有投运扇区的百叶窗全部关闭但回水温度仍然偏低的情况下再退扇区, 尽量避免频繁的充水、泄水。(6) 本系统设计压力为0.6MPa, 在系统不超压的前提下尽量开启3台循环水泵来提高散热器管内流速, 进行防冻。(7) 设置扇区百叶窗开度同步程序, 执行同步操作后必须现场确认是否同步。(8) 每次扇段进水时先关闭百叶窗待扇段充满水时再开启百叶窗, 当扇段泄水时先关闭百叶窗再泄水, 此项工作尽量在当天气温比较高的情况下进行。(9) 冬季运行时百叶窗的开启, 在空冷岛能达到机组要求是尽量避免开启迎风面的百叶窗。
3.3.2 散热器清洗装置设计为外挂式, 影响散热片清洗效果, 且大门上部的散热器无法清洗
本项目间冷塔的清洗装置设计在间冷塔外部, 此种设计导致清洗装置清洗散热片时受冷却三角百叶窗叶片阻碍影响严重。只有百叶窗全开时, 清洗装置才能清洗散热片, 且因一个冷却三角百叶窗叶片较多, 故清洗装置小车上下走车时, 清洗喷头的定位多且要求精确, 只有保证喷头恰好处于两片百叶窗之间时, 才能清洗。而清洗时, 喷头不能与散热片表面形成90°, 距离散热器较远, 清洗效果极差。大门顶部散热器未设计单独的清洗小车, 无法清洗。建议:清洗装置修改为内置式, 参考山西神头发电厂间冷塔清洗装置的形式, 并另行增加一套专门清洗大门上部散热器的清洗小车。
参考文献
[1]刘刚.电厂间接空冷系统防冻措施分析[Z].[2]梁振明, 白志刚.600MW表凝式间接空冷系统冬季运行方式探讨[Z].
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