CN104613790B - 间接空冷系统扇段防冻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种间接空冷系统扇段防冻方法，包括以下步骤：S1、充水实验：对进水基管和回水基管进行实验性充水，观测进水基管中的水进入到上联箱中的时长t1和回水基管中的水进入到上联箱中的时长t2；S2、实际充水：令回水基管先行充水，进水基管延缓t1‑t2个时长以上后再行充水；S3、系统执行水循环：水从进水基管注入到上联箱中，上联箱中的水由回水基管回流。本发明无需成本，优化控制方案，提高运行安全性，提高机组经济性。
Description
技术领域
本发明涉及间接空冷技术领域，特别提供一种间接空冷系统扇段防冻方法。
背景技术
目前间接空冷系统已经广泛应用于北方地区火力发电厂中。如图2所示，间接空冷系统通常包括膨胀水箱1、横向进水管道3、横向回水管道5、纵向进水扇管、排水扇管和上联箱2；膨胀水箱1设置在高处，分别与横向进水管道3和横向回水管道5连通，通过高位水压向横向进水管道3和横向回水管道5中注水；横向进水管道3通过纵向进水扇管与上联箱2连通，横向回水管道5通过纵向回水扇管与上联箱2连通，纵向进水扇管为多排细小的进水基管4，纵向回水扇管为多排细小的回水基管6，多排进水基管4和回水基管6构成系统的散热器，多排进水基管4和排水基管称为间接空冷系统的扇段。上联箱2的作用是将进水基管4中具有温差的水混合成均匀温度的水后再注入到多排回水基管6中。
系统在进行水循环前，首先需要将膨胀水箱1中的水通过进水基管4和回水基管6充入到上联箱2中，为水循环做好准备。膨胀水箱1的高度高于上联箱2的高度，横向进水管道3和横向回水管道5横向排布，多排进水基管4和回水基管6均纵向排布。横向进水管道3上设置进水侧阀门31，横向回水管道5上设置回水侧阀门51。系统在充水时，不能将进水侧阀门31和回水侧阀门51完全打开，那样会在横向进水管道3和横向回水管道5的末端的拐角处产生过大的横向冲击，因此只能先经过缓慢的注水，将横向进水管道3和横向回水管道5先注满，具体是在横向进水管道3和横向回水管道5的末端的上方设置进水侧压力变送器32和回水侧压力变送器52，当两压力变送器感应到水均已漫过横向进水管道3和横向回水管道5的末端时，再将进水侧阀门31和回水侧阀门51完全打开，完成充水。
从间接空冷系统运行以来，进水基管4和回水接管经常发生结冰现象，有时甚至会胀裂进水基管4和回水基管6，冬季防冻问题一直制约着间冷系统安全稳定优势的发挥，而且发生冰冻事故的几率居高不下。
现有技术中，针对间接空冷系统扇段的防冻问题，尚无经济有效的解决办法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种能够防止间接空冷系统扇段结冰的方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种间接空冷系统扇段防冻方法，包括以下步骤：
S1、充水实验：对进水基管和回水基管进行实验性充水，观测进水基管中的水进入到上联箱中的时长t1和回水基管中的水进入到上联箱中的时长t2；
S2、实际充水：令回水基管先行充水，进水基管延缓t1-t2个时长以上后再行充水；
S3、系统执行水循环：水从进水基管注入到上联箱中，上联箱中的水由回水基管回流。
优选的，通过进水侧压力变送器和回水侧压力变送器测定进水基管和回水基管中的水位是否已进入到上联箱，具体包括以下步骤：
S11、在实验性充水前，测量上联箱至进水侧压力变送器和回水侧压力变送器的高度差，计算进水基管和回水基管满水后进水侧压力变送器和回水侧压力变送器处的理论压强值；
S12、在实验性充水时，通过观测进水侧压力变送器和回水侧压力变送器所测得的压强值是否已达到理论压强值，来判断进水基管和回水基管中的水是否已进入到上联箱。
优选的，步骤S1中，进水基管中的水进入到上联箱中的时长t1的起始计时时间为：横向进水管道满水后，进水侧阀门完全打开的时间点；
回水基管中的水进入到上联箱中的时长t2的起始时间为：横向回水管道满水后回水侧阀门完全打开的时间点。
(三)有益效果
本发明提供的一种间接空冷系统扇段防冻方法，包括以下步骤：
S1、对进水基管和回水基管进行实验性充水，观测进水基管中的水进入到上联箱中的时长t1和回水基管中的水进入到上联箱中的时长t2；S2、若t1小于或等于t2，则同时对进水基管和回水基管进行充水；若t1大于t2，则回水基管先行充水，进水基管延缓t1-t2个时长以上后再行充水；S3、系统执行水循环：水从进水基管注入到上联箱中，上联箱中的水由回水基管回流。本发明无需增加成本，通过优化控制方案，提高运行安全性，提高机组经济性。以上间接空冷系统扇段充水过程末端水位控制方法,针对消除充水过程夹气造成冰冻爆管现象，已经在两处电厂实际应用中取得成绩，在低温零下25℃低温的冬季未发生任何冰冻事故。
附图说明
图1是本发明实施例的间接空冷系统扇段形成气泡的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种间接空冷系统扇段防冻方法的示意图。
附图标记：
1、膨胀水箱；2、上联箱；3、横向进水管道；31、进水侧阀门；32、进水侧压力变送器；4、进水基管；5、横向回水管道；51、回水侧阀门；52、回水侧压力变送器；6、回水基管；7、气泡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
庞大的间接空冷系统循环水管道中掺杂大量的气泡，当气泡堵塞在基管狭小的空间后不易排出，而且加上基管上部水柱不断加压，致使气泡逐渐被压缩变为高压气泡，高压气泡的温度在外界低温影响下呈现冰点温度以下，这样迫使水流在高压气泡周围与基管内壁的缝隙中逐渐冰冻最后包围成空心冰柱。由于冰的自身的膨胀迫使基管管壁胀力增大，最终胀破管壁。
如图1所示，根据克拉珀龙方程式PV＝nRT，其中：所有气体R值均相同，如果压强、温度和体积都采用国际单位SI，则P表示压强，单位为Pa；V表示气体体积，单位立方米；n表示物质的量，单位mol；T表示热力学温度，单位开尔文；R表示气体常数，在T由-30℃+273.15变化为15℃+273.15时P变为原来的1.19倍。因此，一旦空心冰柱基管外围环境温度上升，那么原本结冰至其临近破坏的基管再叠加上高压气泡7胀力的释放。这就是很多事故现场呈现爆破状的冻破管束现象
经研究发现，进水基管4和回水基管6发生冻破管束的位置相同，高度平齐，原因是在充水过程即将结束充至上联箱2时，若回水基管6先满水倒灌进水基管4，则根据工艺流程循环进水基管4水流向特性导致气泡7上移，最终进入上联箱2顶部最终由排空阀排出，若进水基管4先行满水，那么水通过上联箱2使回水基管6的倒灌注水，由于回水基管6管径较细，气泡7不易通过浮力的作用上浮，因此极易在回水基管6中产生气泡7。另外，在充水完成后进行正常工艺流程循环时，回水基管6中的气泡7下沉，再加上回水基管6上部不断增加的液注压力，最后形成高压空心冰柱。一排排回水基管6都按此步骤的话就会出现冻破管束位置相同，高度平齐，最后成爆破状破裂。
对此，本发明实施例提供的一种间接空冷系统扇段防冻方法，包括以下步骤：
S1、充水实验：通过膨胀水箱1的高位水压对进水基管4和回水基管6进行实验性充水，观测进水基管4中的水进入到上联箱2中的时长t1和回水基管6中的水进入到上联箱2中的时长t2，实验性冲水完毕后需排净进水基管4和回水基管6中的水；
由于进水基管4与回水基管6的设计和使用状态存在差异，所以二者充水时长不同，需通过充水实验确定二者的满水时间；
S2、实际充水：当t1大于t2时，令回水基管6先行充水，进水基管4延缓t1-t2个时长以上后再行充水；对于t1小于或等于t2的情况，可令进水基管4和回水基管6同时充水，或回水基管6先行充水；由此可防止进水基管4先行注满而通过上联箱2倒灌入回水基管6中，因此避免了回水基管6中出现气泡7；
S3、系统执行水循环：水从进水基管4注入到上联箱2中，上联箱2中的水由回水基管6回流，由于循环管路中部存在气泡7，因此极大的降低了气泡7的产生。
优选的，步骤S1中，通过进水侧压力变送器32和回水侧压力变送器52测定进水基管4和回水基管6中的水位是否已进入到上联箱2，具体包括以下步骤：
S11、测量上联箱2至进水侧压力变送器32和回水侧压力变送器52的高度差，计算进水基管4和回水基管6满水后进水侧压力变送器32和回水侧压力变送器52处的理论压强值；
S12、在实验性充水过程中，通过观测进水侧压力变送器32和回水侧压力变送器52所测得的压强值是否已达到理论压强值，来判断进水基管4和回水基管6中的水是否已进入到上联箱2。
在充水的过程中，充水水流的始端流量过大会对横向管道和纵向基管之间的拐角处产生过大的冲击而造成损坏，因此，进水侧阀门31和回水侧阀门51在开始充水时不能完全打开；进水侧压力变送器32和回侧压力变送器原本是设置在进水管道的末端和回水管道的末端，用于在充水过程中测定横向进水管道3和横向回水管道5是否已注满，若测定结果为已注满，则完全打开进水侧阀门31和回水侧阀门51完成后续的充水过程，因此不会对横向管路和纵向管路之间的拐角处造成伤害。
在本实施例的步骤S1中，进水基管4中的水进入到上联箱2中的时长t1的起始计时时间设定为横向进水管道3满水后，完全打开进水侧阀门31的时间点，横向回水基管6中的水进入到上联箱2中的时长t2为回水管道满水后回水侧阀门51完全打开的时间点。这样能够避免在进水侧阀门31和回水侧阀门51未完全打开时充水用时，充满横向进水管道3和横向回水管道5所需的时间不固定的问题；同样的，在步骤S2中实际充水时，t1-t2个时长也是从横向进水管道3和横向回水管道5水满后开始计时的。
通过本发明实施例的一种间接空冷系统扇段防冻方法，提高了系统运行的安全性，无需增加成本，提高机组经济性。以上间接空冷系统扇段防冻方法，申请人针对消除充水过程夹气造成冰冻爆管现象，已经在两处电厂实际应用中取得成绩，在低温零下25℃低温的冬季未发生任何冰冻事故。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种间接空冷系统扇段防冻方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、充水实验：对进水基管(4)和回水基管(6)进行实验性充水，观测进水基管(4)中的水进入到上联箱(2)中的时长t1和回水基管(6)中的水进入到上联箱(2)中的时长t2；
S2、实际充水：令回水基管(6)先行充水，进水基管(4)延缓t1-t2个时长以上后再行充水；
S3、系统执行水循环：水从进水基管(4)注入到上联箱(2)中，上联箱(2)中的水由回水基管(6)回流；
通过进水侧压力变送器(32)和回水侧压力变送器(52)测定进水基管(4)和回水基管(6)中的水位是否已进入到上联箱(2)，具体包括以下步骤：
S11、在实验性充水前，测量上联箱(2)至进水侧压力变送器(32)和回水侧压力变送器(52)的高度差，计算进水基管(4)和回水基管(6)满水后进水侧压力变送器(32)和回水侧压力变送器(52)处的理论压强值；
S12、在实验性充水时，通过观测进水侧压力变送器(32)和回水侧压力变送器(52)所测得的压强值是否已达到理论压强值，来判断进水基管(4)和回水基管(6)中的水是否已进入到上联箱(2)。
2.根据权利要求1所述的间接空冷系统扇段防冻方法，其特征在于，步骤S1中，进水基管(4)中的水进入到上联箱(2)中的时长t1的起始计时时间为：横向进水管道(3)满水后，进水侧阀门(31)完全打开的时间点；
回水基管(6)中的水进入到上联箱(2)中的时长t2的起始时间为：横向回水管道(5)满水后，回水侧阀门(51)完全打开的时间点。
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