空冷系统冬季防冻及夏季优化运行探讨

吕博 汪洋 双志敏

摘要：空冷系统冬季防冻及夏季优化运行研究中，必须对其中存在的运行问题正确认识，从冬季防冻到夏季优化等角度去深入研究，目的在于保证空冷系统正常运行，提高其安全性。

关键词：空冷系统；冬季防冻；夏季优化；逆流管束

对于空冷系统冬季防冻及夏季优化运行方面的研究来讲，综合某能化公司的高压汽轮机为研究对象，该汽轮机属于单缸、单抽凝类型，实际应用中，应用直接空气冷凝器系统，但是因为在设计与应用期间，忽略了外界环境变化的影响，尤其是天气十分寒冷、天气温度迅速升高等条件下，会在夏季出现系统运行负荷无法满足的情况，冬季受到温度影响，出现管束冻裂等。为了有效解决这一问题，必须加大空冷系统冬季防冻及夏季优化运行的研究力度，通过多角度创新升级，保证空冷系统运行正常，高压汽轮机运行安全与效果。

一、空冷系统运行问题研究

（一）管束冷冻情况下所引发的停机现象

某能化公司高压汽轮机运行期间，受到冬季严寒天气的影响，导致直接空气冷凝器系统出现严重的管束冻裂现象，致使整个机组都被迫停止运行。管束冻裂如果没有及时解决，换热管束便不能正常工作，机组功能性无法发挥，影响整体的生产效益与安全。

（二）高温情况下的真空不足问题研究

夏季高温情况下，受到周围温度变化的影响，空冷系统运行期间，虽然连续启动真空泵2台共同作业，但是在风机电机频率变化的影响下，系统依然出现真空不足的情况，不能在满负荷条件下运行，导致系统被迫运行终止^[1]。

结合蒸汽平衡条件方面对空冷系统运行的设计影响可以发现，发电汽轮机运行期间，蒸汽抽出环节，102t/h，空冷器排入环节，156t/h，系统运行期间，低压蒸汽根本不能满足排入运行需要，尤其是汽轮机如果处于负荷相对比较高的情况下，汽轮机抽汽必然会低于规定值，继而导致出现真空度偏低的现象。

二、空冷系统冬季防冻及夏季优化运行措施

（一）温度较低情况下的防冻措施

对于空冷系统运行来讲，冬季防冻非常重要。通过上述对冬季管束冻裂现象的研究与原因剖析，针对温度较低的条件，及时制定防冻改善与预防措施。系统已有换热管束基础上，增加电动蝶阀，及时将管束进汽位置进行有效隔离，将三列切换到两列运行，随后减少一列的方式发挥换热管束的功能^[2]。为了确保换热管束功能性，还要从以下几方面进行有效调整：

第一，为了确保真空系统能够有效隔离，及时安装流通性能强的阀门在换热管束上。第二，结合隔离换热管束情况，及时在凝结水回水位置设置阀门，并且在隔离管束中的回水阀位置，装设疏水阀，为紧急情况下排水控制创造有利条件。

第三，通过对空冷系统风机运行期间，双排风机运行与单排或者双排风机运行灵活调整，既可以结合实际情况科学选择适合的运行方式，有能够调整转速级频率，打破范围限制，根据单排或者双排风机运行情况去调整转速频率，由此将整体的控制能力增强。

第四，科学调整在霜冻情况下，子系统运行保护的条件。观察空冷系统具体情况，主汽阀都属于开位的状态，则相应排的某一点凝结水，要求其温度都必须＜35℃，但是最低不能＜30℃。若周围的环境变化明显，并温度已经＜2℃，一定要及时上报预警信息，并在推迟10min后及时启动回暖程序。待经过全方面处理与调整后，同样需要推迟10min，及时将系统启动，观察系统运行状态。

第五，及时对逆流管束的运行相关参数等进行调整，调整标准参照单排、双排运行要求为基础。其中单排运行期间，周围温度条件特殊，低于2℃，并且3级转速期间迅速将3级回暖程序加以启动，若周围温度出现明显变化，并迅速升至5℃之上，风机会将回暖程序加以调整，并停止转速运行，这期间，只需要以单排换热管束的方式便可确保程序运行正常。其中双排运行期间，若周围温度条件处于低于2℃的状态，风机运行过程中，达到6级之上，同步将6级回暖程序启动。若温度环境逐渐进入到5℃之上，风机的转速级别会下调，由此也会将回暖程序停止。整个过程中，隔离列换热管均参与到运行中。

第六，调整抽真空过冷保护程序，通过运行条件的改变，将保护作用有效激发。系统中的主气阀若处于开启状态，同时排气压力的函数值处于饱和状态，如果函数值超出真空温度，此时真空温度规定值为15℃，系统会根据具体情况发送报警信息，并在延迟10min后迅速将抽真空过冷保护程序启动。

（二）夏季优化运行的有效措施

夏季优化运行方面，通过对真空波动的研究可以发现，系统气密性以及真空换热效果等方面是影响夏季系统运行正常的重要因素。尤其是直接空冷机组运行期间，表面散热不理想也会对夏季负荷变化造成影响。在这种情况下，就需要从以下几方面总结优化运行措施。

首先，在现有基础上增加真空泵，数量为1台。直接空气冷凝器系统不同的运行工况中，空气泄漏率会出现明显差异

^[3]。基于此可以发现，工作液体温度升高离不开真空泵蒸汽吸入量的影响，如此会增加汽蚀风险。增加真空泵，对吸入蒸汽量进行均摊，从而有效改善这一问题。

其次，对于空冷器表面需定期以生产水加以清洗，还要将冷却水系统换热器进行增加，采取有效的密封处理措施，提高换热器机组运行效率，从而达到循环流量的目的。

再次，科学调整后汽缸喷淋装置，在基本系统结构上增设减温装置，从而将排气的温度降低。

最后，及时将系统中的漏点位置确定，并做好维护工作，结合风速风向等情况，将机组运行状态调整，随后以适当的监控措施，科学预防热空气回流。

三、结论

综上所述，对于空冷系统冬季防冻及夏季优化运行措施的研究可以发现，对于冬季防冻方面，结合周围温度情况，适当对各列换热管束进行调整，及时对逆流管束的运行相关参数，抽真空过冷保护程序科学调整。对于夏季优化运行方面，则需要做好空冷器表面清洗工作，还要对后汽缸喷淋装置进行调整，确定漏点位置并予以处理等，保证空冷系统的正常运行。

参考文献：

[1]翁希旭,秦玉波,曹金胜.空冷系统冬季防冻及夏季优化运行的研究与实践[J].中氮肥,2019,000(004):32-33.

[2]刘健,于天群.空冷系统防冻及优化运行方法的探讨[J].山西电力,2020(06):51-52.

[3]刘志龙.空冷系统的优化运行对极寒地区的安全防冻与渡夏的重要性[J].内蒙古科技与经济,2017,000(009):71-71.