CN106556261B - 一种防止冻结的空冷岛运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止冻结的空冷岛运行方法，通过检测空冷岛的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区的风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，可以在空冷岛发生冻结之前进行人工干预，有效避免冻结现象发生，防患于未然，防止空冷岛冻结效果更好。

Description

一种防止冻结的空冷岛运行方法

技术领域

本发明涉及电厂机组设备技术领域，具体涉及一种防止冻结

的空冷岛运行方法。

背景技术

为了节约水，火力发电厂在缺水的地域普遍使用的空冷岛装置。空冷系统虽然具有占地面积小，节水的优点，但是气候适应能力较弱，尤其是在高寒地区，如新疆、内蒙古、东北三省等，由于冬季时间长、气温低，极易发生空冷岛被冻事故，严重时甚至造成机组被迫停运。而且，空冷岛一旦被冻，若没有采取及时有效的化冻措施，必将造成设备部分损坏，尤其在高寒地区的冬季，直接空冷机组启动过程中由于空冷管束汽量不足和空冷进汽量的大幅度波动，极易导致空冷管束发生局部冻结、损坏等事故。直接空冷凝汽器管束出现结冻后，轻者会使空冷凝汽器传热性能大大降低，热耗增加，重者管束被冰块堵塞、真空下降，就会被迫停机，甚至会出现冻裂翅片管或使翅片管变形，损坏设备，造成机组非正常停机。在高寒地区，空冷岛翅片管冻裂或变形的现象普遍存在，严重威胁空冷岛机组的安全运行。

而在高寒地区的冬季，通常是通过加强人员对空冷岛设备巡检的频率来保证空冷岛机组的安全运行。然而，这种空冷岛防冻方案只能是在空冷岛刚开始发生冻结时，进行人为干预，并没有做到提前预防，因此，防冻效果无法得到保证。

因此，亟需一种防止冻结的空冷岛运行方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种防止冻结的空冷岛运行方法，用以解决现有的空冷岛防止冻结方案防冻效果无法保证的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种防止冻结的空冷岛运行方法，所述方法包括：检测空冷风机组的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，并根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运。

优选的，所述根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，具体包括：

若环境温度大于或等于-15℃且小于-5℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风；

若环境温度小于-15℃且大于-35℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机停运。

优选的，若环境温度大于或等于-10℃且小于-5℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于40℃且小于45℃，则开启该列空冷风机组逆流区的风室门，以使顺流区风室内的热风进入逆流区风室。

优选的，若环境温度大于或等于-15℃且小于-10℃，且一列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于35℃且小于40℃，则控制该列空冷风机组的该逆流区空冷风机以最低频率运行，关闭该列空冷风机组的该逆流区的风室门，并防止该列空冷风机组的该逆流区的中间过道漏风。

优选的，若环境温度大于或等于-20℃且小于-15℃，且检测到一列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于30℃且小于35℃，则停运该列空冷风机组的该逆流区的空冷风机，并密封该列空冷风机组的该逆流区的风室。

优选的，若环境温度大于或等于-25℃且小于-20℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于25℃且小于30℃，则停运远端列空冷风机组的空冷风机，关闭远端列空冷风机组的进汽阀，并密封远端列空冷风机组的各风室。

优选的，若环境温度大于或等于-30℃且小于-25℃，且一列机组的凝结水的平均温度大于或等于20℃且小于25℃，则停运中间列空冷风机组最远端风机，并密封中间列最远端风机的风室。

优选的，若环境温度大于或等于-35℃且小于-30℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于15℃且小于20℃，则停运启动列空冷风机组最远端的空冷风机，并密封启动列最远端的空冷风机的风室。

优选的，所述根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，具体包括：

若环境温度大于或等于-5℃，则保持各列空冷风机组当前的运行状态，并保持运行的空冷风机组的各风室门关闭。

本发明通过检测空冷岛的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区的风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，可以在空冷岛发生冻结之前进行人工干预，有效避免冻结现象发生，防患于未然，防止空冷岛冻结效果更好。

附图说明

图1为空冷岛机组的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过检测空冷岛的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区的风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，可以在空冷岛发生冻结之前进行人工干预，有效避免冻结现象发生，防患于未然，防止空冷岛冻结效果更好。

以下结合附图1详细说明本发明的技术方案。

空冷岛机组可以包括多列空冷风机组，在本发明实施例中，如图1所示，空冷岛包括6列空冷风机组A～F，其中，A、B两列空冷风机组为启动列，位于空冷岛的中间位置；C、D两列空冷风机组为中间列，分别位于A、B两列空冷风机组的外侧；E、F两列空冷风机组为远端列，分别位于空冷岛的最外侧，即中间列空冷风机组C、D的外侧。每列空冷风机组包括多个空冷风机，各列空冷风机组的顶端分别通过进汽管线(1a-1f)与进汽总管线1相连，从而将排汽装置(图中未绘示)输出的高温蒸汽分别输送至各列空冷风机组中。在本发明实施例中，每列空冷风机组包括5个空冷风机，如图1所示，各空冷风机组中，5个空冷风机依次排列，邻近进汽管线1的空冷风机组的一端称为近端，远离进汽管线1的空冷风机组的一端称为远端，从空冷风机组的近端至远端的空冷风机依次为1号至5号空冷风机。

每列空冷风机组包括逆流区和顺流区，逆流区和顺流区间隔设置，每个逆流区和顺流区分别对应一个空冷风机。例如，第1、3、5号空冷风机的区域为顺流区，第2、4号空冷风机的区域为逆流区。

本发明实施例提供的防止冻结的空冷岛运行方法包括以下步骤：

步骤101，检测空冷风机组的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度。

具体的，检测空冷风机组附近的室外温度得到空冷风机组的环境温度，以及，分别检测各列空冷风机组中各空冷风机的凝结水的温度。

步骤102，根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运。

针对不同的环境温度区间范围和各列空冷风机组的凝结水温度区间范围，采取不同的防冻措施，防冻措施具体包括：控制空冷风机组的逆流区风室是否进风或者控制相应的空冷风机停运。

由于逆流区是从翅片管的底端进汽，从翅片管的顶端排出冷凝水，即热蒸汽从翅片管的底端向顶端输送，在此过程中，部分冷凝水从翅片管中回流至底端，只有部分热蒸汽能够到达翅片管的顶端。而空冷风机位于翅片管的下方，风向自下向上，风力自下向上逐渐减弱，因此，在翅片管的顶端，热蒸汽量少且风力小，导致翅片管温度过低，更容易产生冷凝水结冻、翅片管冻裂的现象。因此，若环境温度大于或等于-15℃且小于-5℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风。也就是说，当环境温度在[-15℃，-5℃)范围内时，可以通过控制逆流区风室是否进风即可保证空冷岛的散热效果，防止温度进一步降低。但是，当环境温度更低时，即环境温度在[-35℃，-15℃)范围内时，仅通过改变逆流风室是否进风已无法解决空冷岛冻结的问题，就需要控制相应的空冷风机停运来防止相关区域温度进一步降低，具体的，若环境温度小于-15℃且大于-35℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机停运。

以下分别对不同的环境温度区间和空冷风机组的凝结水的温度范围所采取的防冻措施进行详细说明。

若环境温度大于或等于-5℃，此时的环境温度不足以发生冻结，使空冷岛的翅片管冻裂，也就是说，各列空冷风机组正常运行不会产生空冷岛冻结问题，可以保持各列空冷风机组当前的运行状态，并保持运行的空冷风机组的各风室门关闭。

随着环境温度继续下降，空冷风机组的凝结水的温度也逐渐降低，若环境温度继续略有下降，由于逆流区更容易产生冻结现象，因此，可以通过在逆流区采取通风措施，将顺流区内的热风窜入逆流区，以提高逆流区的温度，避免冻结。也就是说，若环境温度大于或等于-10℃且小于-5℃，且某列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于40℃且小于45℃，则开启该列空冷风机组逆流区的风室门，以使顺流区风室内的热风进入逆流区风室。逆流区风室与顺流区风室共用一个风室门，逆流区两侧的风室门开启后，该逆流区与两侧的顺流区即贯通，热风即可从两侧的顺流区进入中间的逆流区。需要说明的是，当环境温度在[-10℃,-5℃)范围内时，可以同时检测六列空冷风机组的凝结水的温度，只要某列空冷风机组凝结水的平均温度在[40℃，45℃)范围内，就对该列空冷风机组的逆流区采取上述防冻措施。

若环境温度继续下降，逆流区的凝结水的温度也进一步下降，仅通过开启逆流区风室门让热风进入来防止冻结已经不再奏效，那么就需要降低逆流区的风力，将逆流区换热能力降至最低。也就是说，若环境温度大于或等于-15℃且小于-10℃，且某列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于35℃且小于40℃，则控制该列空冷风机组的该逆流区空冷风机以最低频率运行，关闭该列空冷风机组的该逆流区的风室门，并防止该列空冷风机组的该逆流区的中间过道漏风。

空冷风机的最低频率为15Hz，当环境温度在[-15℃,-10℃)范围内，且某个逆流区的凝结水的温度在[35℃,40℃)的范围内时，此时逆流区的翅片管可能会产生轻微冻结的现象，因此，将该逆流区的空冷风机的频率降至15Hz,关闭该逆流区的风室门以化冻，并在该逆流区中间过道上铺覆苫布，阻挡逆流区下方的空冷风机的出风从过道进入逆流区。由于已经将逆流区的空冷风机降频运行，逆流区的风力减弱，若开启逆流区的风室门，则风向是逆流区至两侧的顺流区，更加不利于逆流区的化冻，因此，需要关闭逆流区的风室门。

将部分逆流区空冷风机降频运行，关闭所述逆流区风室门并对中间过道采取防漏风措施后，若环境温度进一步下降，采用上述防冻措施也不再奏效，此时只能够停运部分空冷风机。也就是说，若环境温度大于或等于-20℃且小于-15℃，且检测到某列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于30℃且小于35℃，则停运该列空冷风机组的该逆流区的空冷风机，并密封该列空冷风机组的该逆流区的风室，防止结冻。

具体的，当环境温度在[-20℃,-15℃)范围内，且某个逆流区的凝结水的温度在[30℃，35℃)范围内时，停运该逆流区的空冷风机，关闭该列空冷风机组的该逆流区的风室门，并在该逆流区中间过道上铺覆苫布，在风机下部加苫布将风室整体包裹，从而阻挡逆流区下方的空冷风机的出风从过道进入逆流区，防止中间过道漏风。

停运部分逆流区的空冷风机并密封该逆流区的风室后，若环境温度进一步下降，当环境温度进一步下降到某一温度区间，整列空冷风机组的冷凝水的温度也下降到一定温度区间时，仅通过停运相关逆流区的空冷风机也无法避免空冷岛的冻结，那么就需要扩大空冷风机停运的范围。空冷风机组的停运规则是：先停运远端列，再停运中间列，最后停运启动列。因此，若环境温度大于或等于-25℃且小于-20℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于25℃且小于30℃，则停运远端列空冷风机组风机，关闭远端列空冷风机组的进汽阀，并密封远端列空冷风机组的各风室。

例如，若环境温度在[-25℃,-20℃)的范围内，且C列(中间列)空冷风机组的凝结水的平均温度在[25℃，30℃)的范围内时，停运远端列(即E列和F列)空冷风机组的全部空冷风机，关闭E列和F列空冷风机组的进汽阀(即关闭进汽管线1e和1f)，并密封E列和F列空冷风机组的各风室。

远端列空冷风机组全部停运后，若环境温度进一步下降，导致其余运行中的空冷风机组的凝结水的温度继续下降，当环境温度和凝结水的温度分别下降到某一温度区间时，只能够通过继续停运中间列空冷风机组的最远端空冷风机来阻止冻结现象的发生。也就是说，若环境温度大于或等于-30℃且小于-25℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于20℃且小于25℃，则停运中间列空冷风机组最远端风机，并密封中间列最远端风机的风室。

由于远端列空冷风机组的进汽阀已经关闭，没有加热热源，而且凝结水集水箱和真空系统相连，集水箱内部已经没有水，因此，已经停运的远端列的集水箱温度(即凝结水的温度)会下降到环境温度。因此，当环境温度下降到大于或等于-30℃且小于-25℃的范围时，只可能是中间列空冷风机组的凝结水的平均温度在大于或等于20℃且小于25℃的温度范围内。

例如，若环境温度在[-30℃,-25℃)的范围内，且B列(启动列)空冷风机组的凝结水的平均温度在[20℃，25℃)的范围内时，停运中间列(即C列和D列)空冷风机组的第5号空冷风机，并密封C列和D列空冷风机组的第5号空冷风机的风室。

中间列空冷风机组的最远端空冷风机停运后，若环境温度进一步下降，导致启动列空冷风机组和中间列空冷风机组的第1-4号空冷风机的凝结水的温度继续下降，当环境温度和凝结水的温度分别下降到相应温度区间时，只能够通过继续停运启动列空冷风机组的最远端空冷风机来阻止冻结现象的发生。也就是说，若环境温度大于或等于-35℃且小于-30℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于15℃且小于20℃，则停运启动列空冷风机组最远端的空冷风机，并密封启动列最远端的空冷风机的风室。由于此时其它列空冷风机组的进汽阀已经关闭，不存在凝结水温度的问题，因此，这里所说的一列空冷风机组的凝结水的平均温度是指启动列空冷风机组的凝结水的平均温度。

例如，若环境温度在[-35℃,-30℃)的范围内，且B列(启动列)空冷风机组的凝结水的平均温度在[15℃，20℃)的范围内时，停运启动列(即A列和B列)空冷风机组的第5号空冷风机，并密封A列和B列空冷风机组的第5号空冷风机的风室。

若环境温度继续下降至-35℃以下，此时空冷系统岛机组只有中间列的除最远端的空冷风机之外的其他顺流区风机(即第1、3号空冷风机)和启动列的除最远端的空冷风机之外的其他顺流区风机(即第1、3号空冷风机)仍在运行中。在这种情况下，按照以下规则停运空冷风机以防止空冷岛冻结：首先，停运中间列较远端的顺流区空冷风机(即第3号空冷风机)。其次，停运启动列较远端的顺流区空冷风机(即第3号空冷风机)。然后，停运中间列当前运行的较远端的顺流区空冷风机(即第1号空冷风机)，根据经验，中间列的不需要关闭进汽阀。最后，关闭启动列当前运行的较远端的顺流区空冷风机(即第1号空冷风机)。启动列剩余的仍在运行的空冷风机按照同样的方式停运。

本发明通过检测空冷岛的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区的风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，随着环境温度和冷凝水温度逐渐降低，针对不同的环境温度区间范围和冷凝水温度区间范围，依次采取控制逆流区的风室是否进风、逆流区风机降频运行、逆流区风机停运、远端列机组停运、中间列最远端风机停运、启动列最远端风机停运等防冻措施，明确了在何种温度条件下采取何种防冻措施，可以在空冷岛发生冻结之前进行人工干预，有效避免冻结现象发生，防患于未然，防止空冷岛冻结效果更好。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防止冻结的空冷岛运行方法，其特征在于，所述方法包括：

检测空冷风机组的环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度，并根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组的逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运；

所述根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，具体包括：

若环境温度大于或等于-15℃且小于-5℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风；

若环境温度小于-15℃且大于-35℃，则根据检测到的凝结水的温度控制空冷风机停运。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-10℃且小于-5℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于40℃且小于45℃，则开启该列空冷风机组逆流区的风室门，以使顺流区风室内的热风进入逆流区风室。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-15℃且小于-10℃，且一列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于35℃且小于40℃，则控制该列空冷风机组的该逆流区空冷风机以最低频率运行，关闭该列空冷风机组的该逆流区的风室门，并防止该列空冷风机组的该逆流区的中间过道漏风。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-20℃且小于-15℃，且检测到一列空冷风机组的一个逆流区的凝结水的温度大于或等于30℃且小于35℃，则停运该列空冷风机组的该逆流区的空冷风机，并密封该列空冷风机组的该逆流区的风室。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-25℃且小于-20℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于25℃且小于30℃，则停运远端列空冷风机组的空冷风机，关闭远端列空冷风机组的进汽阀，并密封远端列空冷风机组的各风室。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-30℃且小于-25℃，且一列机组的凝结水的平均温度大于或等于20℃且小于25℃，则停运中间列空冷风机组最远端风机，并密封中间列最远端风机的风室。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若环境温度大于或等于-35℃且小于-30℃，且一列空冷风机组的凝结水的平均温度大于或等于15℃且小于20℃，则停运启动列空冷风机组最远端的空冷风机，并密封启动列最远端的空冷风机的风室。

8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述根据环境温度和各列空冷风机组的凝结水的温度控制空冷风机组逆流区风室是否进风，或者，控制空冷风机停运，具体包括：

若环境温度大于或等于-5℃，则保持各列空冷风机组当前的运行状态，并保持运行的空冷风机组的各风室门关闭。