直(间)接空冷系统夏季高温和冬季防冻运行问题(201312)(姚立波)

天更蓝、地更绿、气更净、水更清北京首航艾启威节能技术股份有限公司股票代码002665第一页，共94页。第一页，共94页。第二页，共94页。第二页，共94页。第三页，共94页。第三页，共94页。1电站空冷3海水淡化首航节能间接空冷辅机空冷直接空冷2光热发电经营模块第四页，共94页。第四页，共94页。广泛的客户群体第五页，共94页。第五页，共94页。直冷业绩总装机容量超过25000MW第六页，共94页。第六页，共94页。直冷业绩总装机容量超过25000MW第七页，共94页。第七页，共94页。直冷业绩总装机容量超过25000MW第八页，共94页。第八页，共94页。间冷业绩35台机组，12590MW第九页，共94页。第九页，共94页。英国澳大利亚伊朗韩国出口国家第十页，共94页。第十页，共94页。竞争优势设计调试服务第十一页，共94页。第十一页，共94页。研发装备第十二页，共94页。第十二页，共94页。第十三页，共94页。第十三页，共94页。成果第十四页，共94页。第十四页，共94页。

散热器是间接空冷系统的核心设备，因此其优良的特性就决定了整个系统运行的成功。第十五页，共94页。第十五页，共94页。第十六页，共94页。第十六页，共94页。第十七页，共94页。第十七页，共94页。在Z=0m的平面内的等温线（风速：0.8m/s）塔内外的流线（风速：9m/s）空冷塔温度场塔内外的流线（风速：0.8m/s）第十八页，共94页。第十八页，共94页。第十九页，共94页。第十九页，共94页。第二十页，共94页。第二十页，共94页。第二十一页，共94页。第二十一页，共94页。第二十二页，共94页。第二十二页，共94页。行业最高荣誉第二十三页，共94页。第二十三页，共94页。第二十四页，共94页。第二十四页，共94页。第二十五页，共94页。第二十五页，共94页。合作院校第二十六页，共94页。第二十六页，共94页。工艺翅片生产翅片管生产管束焊接第二十七页，共94页。第二十七页，共94页。首航节能生产车间第二十八页，共94页。第二十八页，共94页。翅片生产第二十九页，共94页。第二十九页，共94页。翅片管第三十页，共94页。第三十页，共94页。首航节能管板数控加工中心第三十一页，共94页。第三十一页，共94页。第三十二页，共94页。第三十二页，共94页。第三十三页，共94页。第三十三页，共94页。八台高速翅片冲压设备我们的制造优势保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本，增强竞争能力。持续引进国内外先进生产设备，不断完善生产工艺，保持在行业的领先地位。第三十四页，共94页。第三十四页，共94页。六套管束自动装配设备我们的制造优势第三十五页，共94页。第三十五页，共94页。首航节能间冷管箱第三十六页，共94页。第三十六页，共94页。首航节能间冷管束第三十七页，共94页。第三十七页，共94页。第三十八页，共94页。第三十八页，共94页。首航节能间冷管束存储第三十九页，共94页。第三十九页，共94页。两条自动管束MBV线第四十页，共94页。第四十页，共94页。首航节能间冷管束包装第四十一页，共94页。第四十一页，共94页。每天进行盐雾试验第四十二页，共94页。第四十二页，共94页。防冻实验模拟零下40度到正150度的环境下，管束、密封圈的性能及使用寿命，确保空冷系统安全、长期、稳定、经济运行。第四十三页，共94页。第四十三页，共94页。百叶窗叶片自动化生产线第四十四页，共94页。第四十四页，共94页。直(间)接空冷系统夏季高温和冬季防冻的运行问题姚立波2013.12北京首航艾启威节能技术股份有限公司股票代码002665第四十五页，共94页。第四十五页，共94页。前言：

空冷系统的运行状态直接影响机组运行的经济性和安全性！对于空冷系统来说主要面临的是夏季高温运行和冬季的防冻问题！我公司对已投运项目的运行情况进行了大量跟踪了解，并做了大量的现场试验，现对现场出现的一些问题和采取的一些应对方案跟各位分享一下，希望对空冷系统的运行提供一些参考。

直接空冷系统夏季高温的运行问题第四十六页，共94页。第四十六页，共94页。一、影响直接空冷系统夏季运行的因素1、夏季的高温及机组的负荷情况。2、空冷系统真空严密性。3、管束的脏污程度。4、横向大风和热风回流现象的影响。

直(间)接空冷系统夏季高温的运行问题第四十七页，共94页。第四十七页，共94页。2.2、对空冷管束进行彻底的清洗，尤其是管束的内外表面的一些附着物柳絮等杂物除掉。二、直接空冷系统夏季高温采取应对的措施主要的危害：空冷系统换热性能影响非常大。案例：2012年5月份以来我公司设计的某项目的两台330MW出现了机组清洗后，运行背压奇高的现象，远远偏离设计值，具体数据见下表所示：第四十八页，共94页。第四十八页，共94页。2、1、进入夏季高温前定期对对机组的严密性进行彻底的排查，达到（100-150Pa/min）。主要的危害：空冷系统换热性能下降。主要采用的方法：超声波检漏仪、氦质谱检漏仪。检测范围：空冷系统及与空冷系统连接的其他系统及管道。二、直接空冷系统夏季高温采取应对的措施超声波检漏仪现场检漏的情况

第四十九页，共94页。第四十九页，共94页。2、原因排查针对运行背压高的情况的原因进行分析和排查。具体的排查项目如下：2.1对系统的严密性情况的排查对机组的真空严密性试验，实验的结果为150Pa/min,严密性的结果满足要求2.2对空冷系统的凝结水疏水情况的排查通过对近期机组的凝结水的过冷度的数据进行分析发现过冷度在1-2℃。同时空冷系统凝结水总管的压力在正常范围内。判断空冷系统的疏水通畅。2.3对风机系统的排查通过对比风机的运行的历史记录的数据对比，风机的电流没有发生大的变化，证明风机系统没有问题。2.4对真空泵的运行状态排查。对运行的真空泵的进出水温度进行检查都在40-50℃,未出现温度过高的情况，同时投入两台真空泵运行和一台真空泵的运行背压变化不大。

2.5对管束的脏污程度排查第五十页，共94页。第五十页，共94页。翅片内外表面情况及换热情况

第五十一页，共94页。第五十一页，共94页。地面上清洗下的柳絮第五十二页，共94页。第五十二页，共94页。3、原因分析在柳絮飞扬的季节，由于风机吸附的作用导致管束的内表面聚集大量的柳絮，此时冲洗管束，清洗人员只注意到管束外表面的清洗情况，对于管束的内表面的情况没有足够的重视，清洗期间管束的外表的清洗很干净，但由于冲洗速度过快且冲洗水的流量很小，导致吸附在管束内表面的柳絮没有完全冲掉，同时附着在管束内表面的柳絮上被水打碎和水的作用下结块，导致到管束的内表面堵塞的情况更加严重，这样对管束的换热产生很大的影响，出现了机组清洗后机组运行背压反而出现异常的升高的情况。4、处理方法：建议用户再对管束进行反复的冲洗，直到管束的内外表面柳絮冲洗干净为止。清洗下的柳絮见下图2所示！第五十三页，共94页。第五十三页，共94页。5、结果：彻底清洗后同等工况下，机组的运行背压降低了8-10KPa。6、应对措施：（1）在柳絮比较多的地区运行的空冷机组，在应该对管束的脏污情况进行定期的检查，根据管束的脏污程度及时安排管束清洗！（2）由于附着在管束内表面的柳絮清洗起来非常困难，需要反复冲洗多次才能冲洗干净，因此要对清洗的效果进行检查和确认！（3）对于脏污程度比较严重的情况，可以请专业的清洗公司进行清洗，但费用比较高！（4）由于柳絮附着在管束上清洗比较困难，且清洗时间较长，在柳絮比较严重的地区，可以考虑在风机底下护网上加装一层可更换的滤网来阻止柳絮被风机吸入的情况。定期对滤网进行冲洗.第五十四页，共94页。第五十四页，共94页。风机间内部及管束内表面柳絮堵塞严重的情况第五十五页，共94页。第五十五页，共94页。管束内表面柳絮堵塞的情况对比图片

第五十六页，共94页。第五十六页，共94页。a、有的项目清洗系统仍为半自动的形式（上下行走为自动，左右行走为手动），这种形式大大的增加清洗人员的劳动强度，同时效率也比较低。建议将清洗系统改造成全自动形式。b、有的项目清洗系统1台机组只设置1套驱动装置，每清洗完一侧后，就得拆装一次清洗驱动装置，这种设置清洗的效率比较低。建议每台机组至少设置2-3套清洗驱动装置，可以使清洗过程不间断。这样可以大大提高清洗的效率。c、现有的清洗系统上下行走行程的速度是固定的，无法进行调整，这就造成清洗人员无法根据管束的脏污程度来调整清洗的速度。建议将上下行走行程设计成可调速的，这样可以增加清洗的灵活性。d、现有的清洗系统无法针对管束脏污比较重的管束进行重点清洗。建议将清洗驱动装置控制装置设计成无线控制装置，清洗过程中清洗人员可以随时观察管束的内外表面清洗的效果，并脏污情况比较重的区域可以进行干预，手动操作清洗装置对该区域进行反复的冲洗，直到达到满意的清洗效果为止。e、对于比较顽固的附着物现有清洗系统无法清洗干净的情况，建议请专业的清洗公司进行清洗。f、对于柳絮比较严重的地区，探讨其他的清洗方式。7、对现有的清洗系统进行适当改进的建议第五十七页，共94页。第五十七页，共94页。2.3、横向大风和热风回流现象的应对措施

是国内外直接空冷机组设计和运行面临的一个普遍性的难题与空冷器的布置形式、环境风速、风向等因素密切相关；运行人员在夏季当环境温度比较高时，尤其要注意这种现象对空冷的影响！2.3.1判断的依据

机组在正常运行时，空冷系统出现异常背压急剧上升情况。2.3.2预防和处理的措施2.3.2.1预防措施：（1）保持20-25KPa的背压安全运行余量（距离跳机值）。（2）在夏季温度比较高（25℃以上），同时机组的负荷比较大时，加入背压上升速率报警功能（大于5KPa/min）。2.3.2.2处理措施：（1）手动（自动）打开风机超频运行模式，打开或者加大喷淋系统的喷淋水量（如有）（2）如风机已经达到超频模式或喷淋已开到最大（如有），背压仍然处于上升状态时，手动降低机组负荷！（3）机组背压和负荷控制实现自动连锁控制，机组根据背压的情况自动调节负荷，避免机组出现跳机的情况，这样可以加快机组反应时间。第五十八页，共94页。第五十八页，共94页。直接空冷系统冬季防冻问题一、影响直接空冷系统冬季运行的因素1、环境因素（北方地区冬季环境气温较低）。2、直接空冷系统真空严密性，各列阀门的严密性。3、机组的负荷情况。4、直接空冷系统的运行方式。5、直接空冷设计参数的选取（换热面积、K/D值，隔离阀的数量、设计工况的选取等）。6、采取合理的防冻、解冻措施。第五十九页，共94页。第五十九页，共94页。二、直接空冷系统冬季冻结的现象及后果1、空冷管束弯曲变形。2、管束变形后反复挤压导致管束裂开，系统漏入大量空气加剧冻结情况，机组运行背压上升，导致机组跳机。3、空冷系统频繁的冻结、对整个系统的真空严密性是一个挑战，对夏季运行会造成很大影响。直接空冷系统冬季防冻问题第六十页，共94页。第六十页，共94页。

直接空冷系统冬季防冻问题管束的冻结情况第六十一页，共94页。第六十一页，共94页。直接空冷系统冬季冻结情况大面积过冷情况第六十二页，共94页。第六十二页，共94页。直接空冷系统冬季冻结的情况局部过冷情况第六十三页，共94页。第六十三页，共94页。直冷机组试运期间冬季首次启动启动时的注意事项一、要完成下列项目的检查：1、确保空冷系统的严密性实验已经通过（风压试验）。2、对空冷系统各列的蒸汽隔离阀、凝结水阀的严密性进行一次严格的检查，确保阀门的严密性。3、对于和空冷系统相连的其他系统的严密性也要进行检查。确保严密性没有问题。4、空冷风机组、阀门状态正常（指令和反馈）。5、直接空冷控制系统工作正常（各项参数显示正确、保护正常动作）。第六十四页，共94页。第六十四页，共94页。抽真空阀未关严导致的管束的冻结的情况第六十五页，共94页。第六十五页，共94页。直接空冷机组冬季启动时的注意事项冬季机组启动前的准备设备和措施1、准备木板、棉被或者苫布（用于覆盖管束和封堵风机进风口）。2、准备加热设备（如敞口火炉、电暖风等）。3、机组试运期间冬季首次启动时，建议在凝结水总管加装旁路，避免机组空冷系统未清洗干净导致除氧喷头堵塞而凝结水回水不畅而导致空冷系统冻结。（只在机组冬季试运期间）4、制定机组启动后的空冷管束的定时巡检措施，随时发现问题随时解决机组试运期间冬季首次启动时，建议在凝结水总管加装旁路，避免机组空冷系统未清洗干净导致除氧喷头堵塞而凝结水回水不畅而导致空冷系统冻结。（只在机组冬季试运期间）⑤、制定机组启动后的空冷管束的定时巡检措施，随时发现问题随时解决

第六十六页，共94页。第六十六页，共94页。二、机组启动时的注意事项：1、必须满足空冷系统启动的最小防冻流量的要求。2、做好空冷系统的巡检工作。直冷机组试运期间冬季首次启动启动时的注意事项第六十七页，共94页。第六十七页，共94页。直接空冷机组冬季正常运行时注意事项三、直接空冷系统冬季正常运行防冻的措施

冬季直接空冷系统的防冻应该采取综合的预防措施。根据目前空冷机组的调试和运行经验对预防措施进行总结。1、确保机组的真空严密性（100-150Pa/min）.2、采取灵活的运行方式（自动加手动结合的运行方式）。3、逆流管束的防冻和解冻要通过该列顺、逆流风机结合的调节方式来解决。3、加强冬季空冷系统的巡检（随时发现局部过冷的区域，随时采取措施）。4、利用外部防冻和解冻的设备对局部冻结部分进行解冻处理。（苫布、棉被、木板、电暖风、敞口火炉等）。5、冬季运行时尽量减少反复投/切列操作。第六十八页，共94页。第六十八页，共94页。

冬季机组运行某机组顺流管束部分的温度分布情况第六十九页，共94页。第六十九页，共94页。棉被防冻的效果第七十页，共94页。第七十页，共94页。

冬季运行时某机组逆流管束部分的温度分布情况第七十一页，共94页。第七十一页，共94页。冬季运行时通过顺逆流风机结合的方式调节后，逆流管束部分的温度分布情况第七十二页，共94页。第七十二页，共94页。冬季运行时通过顺逆流风机结合的方式调节后，逆流管束部分的温度分布情况第七十三页，共94页。第七十三页，共94页。

直接空冷机组冬季运行时的注意事项总结：

建议直接空冷系统冬季运行主要原则和方法1、以自动控制为主，手动控制为辅。2、根据机组负荷情况，采取多投运行列，风机保持低转速运行的方式要好于少投运行列，风机保持高速运行的运行方式。3、运行过程中尽量减少投切运行列的操作。4、防冻以逆流防冻为主，顺流防冻为冬季机组启动前的准备设备和措施。5、根据环境温度的情况，适当的调整人工巡检次数！6、做好冻结后的解冻措施！第七十四页，共94页。第七十四页，共94页。间接空冷系统冬季防冻问题一、间接空冷系统冬季运行时主要注意两个方面的情况1、冬季扇段的充水期间出现的漏水情况的预防和处理措施。2、冬季正常运行时扇段的防冻措施和方法。第七十五页，共94页。第七十五页，共94页。1、冬季扇段的充水期间出现的漏水情况的预防和处理措施。冬季扇段在充水过程中会出现扇段的个别冷却三角出现漏水的情况。尤其在冬季反复进行扇段充放水操作的扇段出现漏水情况的几率更大。扇段充水过程情况

第七十六页，共94页。第七十六页，共94页。扇段的泄水过程1第七十七页，共94页。第七十七页，共94页。扇段的泄水过程2第七十八页，共94页。第七十八页，共94页。扇段的泄水过程3第七十九页，共94页。第七十九页，共94页。可能原因分析：扇段的阀门密闭性不好，导致水蒸气进入到管束中，由于环境温度较低在管束中结冰、基管胀裂，充水时出现漏水的情况！环境温度较低（-20℃以下）扇段反复进行充、放水操作，由于冷却三角较长(24m)，环境温度较低，附着在管壁上的水向下流动的过程中在管束内壁结冰、基管胀裂，充水时出现漏水的情况。通过现场观察发现在充水期间，扇段顶端的排气管有冰块喷出！间冷管束第八十页，共94页。第八十页，共94页。应对措施：在机组调试和检修期间对阀门的严密性检查情况进行高度重视，保证阀门的严密性和状态反馈正常。扇段百叶窗位置反馈准确。在扇段充水期间要有人员在现场观察和处理异常情况。充水过程中要控制好进、回水进入管束的速度。尽量保证进、回水同步到达管束的顶部。保证管束内空气的顺利排出。（通过计算、程控和现场试验结合来解决）冬季扇段充水时，进水温度要大于35℃,充水完毕后扇段充水完毕后要等待15-20分钟后，扇段的循环充分建立好后，再打开扇段百叶窗。冬季温度较低（-20℃）以下尽量减少扇段充、放水操作，如果必须进行则尽量选择在环境温度相对较高的时间段来进行充、放水操作！对于扇段在充水过程中，出现的个别管出现漏水的情况可以在扇段泄水后，对漏水的冷却三角的上下法兰进行封堵，封堵后在对该扇段进行充水操作，泄漏的管等以后再进行维修！第八十一页，共94页。第八十一页，共94页。阀门的严密性检查第八十二页，共94页。第八十二页，共94页。百叶窗的严密性第八十三页，共94页。第八十三页，共94页。扇段的运行状态第八十四页，共94页。第八十四页，共94页。2、冬季正常运行时扇段的防冻措施和方法。扇段正常运行时主要的注意的扇段管束及回水的温度监测。扇段及高位水箱的状态第八十五页，共94页。第八十五页，共94页。应对措施：扇段温度的监测包括扇段回水温度和管束壁温的监测（每个扇段回水管束末端至少设置3组温度监测点）。