LH-直接空冷凝汽器运行维护手册.docx

洛阳隆华传热科技股份有限公司 空冷凝汽器运行维护手册 ACC运行维护手册直接空冷器运行维护手册 洛阳隆华电力事业部技术中心 2010-6-1 目录一、概述31、空冷凝汽器的工作原理32、空冷凝汽器优势和问题3二、空冷凝汽器系统的运行说明111、控制变量122、运行模式123空冷凝汽器启动134、空冷凝汽器运行控制15三、空冷凝汽器检修和维护的说明161、安全守则162、系统的维护163、风机的维护164、减速器的维护175、空冷凝汽器换热管束的清洗186、空冷凝汽器的防冻措施18四、设备故障产生的原因及处理211、风机电机轴承超温212、风机跳闸213、热风再循环224、凝结水回水管振动225、主排汽管振动236、系统发生冻结237、真空泵轴承工作异常248、真空泵水温高249、真空泵汽水分离器液位不正常25五、气密性检验方法251、气压法气密性试验252、真空衰减试验283、故障排除294、泄漏检测程序30一、概述火力发电在我国发电行业中占有重要地位，其中凝汽器做为三大主机外一个重要设备，其运行的好坏直接影响电厂的经济性。直接空冷凝汽器是由洛阳隆华传热科技股份有限公司自主研发的电站凝汽设备。1：直接空冷系统工作原理直接空冷是指汽轮机排汽在空冷凝汽器的翅片管束中被空气冷却而凝结成水，排汽与空气之间的热交换是在表面式空冷凝汽器内完成的9。直接空冷系统的冷源是空气，冷却对象是饱和蒸汽。处于真空状态下的汽轮机排汽经大直径排汽管道送至空冷凝汽器中；空气在轴流冷却风机驱动下，从翅片管束外侧流过，与管内饱和蒸汽进行换热，使饱和蒸汽凝结成饱和水。冷凝后的凝结水由凝结水泵送至回热系统，并经汽轮机的抽汽加热后，作为锅炉给水循环使用。其工作原理示意图如图1所示。图1 火电厂直接空气冷却系统图1汽轮机；2空冷凝汽器；3凝结水泵；4发电机；5凝结水箱；6低压加热器；7除氧器；8给水泵；9高压加热器；10锅炉。2：直接空冷系统的优势和问题1： 直接空冷系统的优势(1) 采用直接空冷系统，可以大量节约电厂用水直接空冷系统最大优势是可以大量节水，从而可使电厂选址不受水源限制。在水冷凝汽器发电机组中，耗水量的90 %以上是在冷却塔中蒸发掉的12。直接空冷凝汽器采用空气冷却管束内的饱和蒸汽，省去了作为中间冷却介质的循环水。因此，采用直接空冷凝汽器系统的机组比水冷凝汽器发电机组节水约90 %。对于一台600 MW空冷电站，整个电站节水量在2000 t/h以上。因为没有循环冷却塔，也就没有循环水系统的排污问题，没有冷却塔及其临近地区形成水雾和结冰问题；电厂选址非常灵活电厂无需靠近水源建设，这给今后电站的建设特别是富煤而干旱缺水地区的电站建设开辟出了一条新路。(2) 通过优化设计，减少了系统占地面积在水冷凝汽器系统中，循环冷却水塔和循环水泵房要单独占用一定的建设用地。采用直接空冷凝汽器的空冷系统可通过优化设计，将上述用地全部省掉3。例如，可将直接空冷凝汽器安装在汽轮机房房顶，或者安装在汽轮机房外侧电气设备的上面等等，从而使机组总占地面积减少。(3) 由于蒸汽与空气通过翅片管束直接进行热交换，省去了中间介质和二次换热，综合换热效率提高，运行更经济。(4) 直接空冷电站具有较高的社会效益和与水冷凝汽器机组可比的经济性在火电厂中，水冷式凝汽器和直接空冷式凝汽器都有其存在的价值。在水源充足的地方建设电厂时，考虑到电厂运行的经济性，采用水冷式凝汽器是最佳选择。然而，随着水源的日益紧张和水价的不断提高以及环保要求的日趋严格，使用直接空冷凝汽器也就成为缺水富煤地区兴建电厂的首选。尽管直接空冷机组造价不菲、运行热耗率高、自耗能大，但在靠近煤矿而贫水的地方建电厂，用于空冷的额外费用可能比把大量的煤炭运输到水源充足的地方所需的费用要少，更何况还可以大量节水。因此直接空冷凝汽器机组的经济性不仅不见得比水冷凝汽器机组差，而且可能还要好，尤其是节水所产生的社会效益更是难以估量。(5) 运行方式方便可靠火电厂直接空冷凝汽器系统均分为几个空冷单元且均装有隔离阀，所以设备出现问题时关闭隔离阀可以安全地将故障设备与运行系统隔离；又因为每个单元分成若干组管束，每个单元配1台冷却风机，风机可以采用三速风机或者变频风机，所以运行时可以通过降低风机转速或停运风机等方法，调节某一单元和某一组管束的负荷，控制其凝结水的过冷度和汽轮机背压。2 ：直接空冷系统存在的问题和应对措施任何设备都不可能是完美的，直接空冷系统也不能例外。因此必须分析空冷系统存在的问题，考虑应对措施，从而最大限度地减小其对空冷系统的影响，以保证电站安全运行。由于空冷凝汽器布置在室外，在冬季运行时，汽水管道存在冰冻的危险；又因为蒸汽由管外空气直接冷却，所以其内部压力（真空）必然会随环境温度变化而变化。采用适当的方法解决了这两个问题，直接空冷机组将会具有更大的发展前景和用途。空冷系统主要存在的问题及应对措施有：(1) 需要配套特殊的汽轮机由于采用空气直接冷却，在一年当中，凝汽器真空度随着环境空气温度发生大幅度变化。尤其在炎热的夏季，空冷凝汽器效率较低、真空度低，可能降到50 kPa甚至40 kPa以下。因此，汽轮机必须能适应较宽背压范围，尤其是高背压工况的需要。在高背压工况下运行时，汽轮机会出现高温排汽。汽轮机的末级叶片形状、汽封材料以及排汽缸相关的基架，都需要专门设计，以适应较高的温度和背压。该问题可与汽轮机制造厂协商解决。(2) 直接空冷凝汽器容易发生冰冻由于直接空冷凝汽器在室外露天布置，在寒冷的冬季有发生冰冻的危险，尤其是在设备启动过程中、负荷较低时以及系统中聚集不凝性气体的地方。这是空冷系统面临的一个最为严重的问题3。直接空冷凝汽器系统结冰，会使管束和凝结水管变形，严重时会将管子冻裂，造成相关的设备停运。从开发空冷凝汽器至今，各制造厂家采取了各种措施，来减小冰冻对设备的损坏或防止冰冻。直接空冷凝汽器管束使用椭圆管，可在一定程度上缓解冰冻对设备的破坏。因为在发生冰冻时，管子截面只是由椭圆形变成圆形，不会出现鼓包，更不会被冻裂；通过减少空冷凝汽器管束的管排数或采用单排翅片管束，可基本消除管内死区，减少管束发生冰冻的几率；由于空冷风机增加了变频器，转速能够无级调节，使其可以很方便地实现防冻或回暖等功能。在可能发生冰冻时，通过降低相应风机的转速、停运或使其倒转，实现气流回暖以化解冰冻；大型电站空冷系统由DCS直接监控，可方便地监视各点温度。当温度下降以后，及时采取措施，基本可以防止冰冻现象发生。可见，通过采取以上技术措施，影响直接空冷机组发展的两个瓶颈已经不复存在了。(3) 存在热风再循环的可能在直接空冷凝汽器系统中，由于采用空冷风机强制通风，从冷空气入口到热空气出口之间会产生局部热风再循环。热风再循环的温度与直接空冷凝汽器的几何参数以及外部风速、风向等有关。热风再循环会严重影响直接空冷凝汽器的效率，特别是在炎热的夏天，热风再循环的影响更加显著。通过在直接空冷凝汽器周围安装挡风墙，热风再循环的问题可得到有效缓解，其影响可降低至最小。(4) 高温天气下汽轮机背压升高，影响汽轮机出力直接空冷凝汽器的散热面积是按照某一环境温度设计的。当实际环境温度超过该设计温度时，汽轮机背压必然升高。虽然汽轮机可以适应较大范围的背压变化，但一年中总会有一段时间汽轮机由于其背压超出设计范围而被迫降低出力3。遇到这种情况时，可以采用冲洗的方法保持直接空冷凝汽器管束外表面清洁，减小管外污垢热阻影响，提高直接空冷凝汽器空气侧换热效率。在万不得已的情况下，也可以采用向冷却空气流或翅片管束喷水的方法提高传热系数。虽然该方法耗水量较大，但在我国现阶段严重缺电的情况下，在少数的几天或者十几天时间里采用该方法还是划算的。3 ：直接空冷凝汽器的结构与组成1 ：直接空冷系统的布置型式该凝汽器的翅片管是单面复铝卷制的大扁管和铝制蛇形翅片管进行焊接。管束采用纵向排列，整体布置为人字型斜顶式。如图221图2 空冷凝汽器的散热翅片管束与轴流冷却风机的布置1蒸汽分配管；2散热翅片管束；3轴流冷却风机空冷凝汽器均在负压环境下运行。为了防止空气漏入，所有管件的连接都必须采用焊接结构，因此，在一定程度上增加了空冷系统制造的难度和建设成本。3空冷凝汽器分为主凝区和辅凝区两部分。主凝区采用汽水顺流方式运行，而辅凝区采用汽水逆流方式。两部分的散热面积按一定比例布置。翅片管束由两排错列布置的翅片管排组成。由于第一排管与空气先接触，故管内凝结水量较多；第二排管与温度较高的空气接触，管内凝结水量相对减少。为避免各管排承担的热负荷分配不均匀现象的发生，通常前后管排采用不同的翅片间距。2 ：直接空冷凝汽器的结构组成直接空冷凝汽器主要包括管束、蒸汽分配管、凝结水收集管、风机和支撑结构等部件。2.1 管束翅片管管束是空冷凝汽器的核心部件之一。空冷系统工作时，空气从管束外侧横向掠过，冷却翅片管内的饱和蒸汽，达到换热目的。它是一个刚性的、独立的结构。设计优良的管束可以在空冷凝汽器的构架上进行装卸，其造价约占空冷凝汽器主体的60 %。管束中翅片管的布置和排列有多种形式，管束的管间距、管排数、管程数、迎风面积等参数的设计对空冷凝汽器的传热性能和总费用（设备费和操作费）影响较大15。1. 管间距及排列 管间距不仅对翅片管的传热性能和气流阻力有影响，而且也影响设备造价。管间距加大，管外换热系数和压降均减小，在一定范围内总费用减少，噪声也有所降低，但占地面积增加。因此管间距的确定要在完成一定传热量的前提下，按目标函数是压降最小、费用最低，还是尺寸最小进行选择，是一个技术经济比较问题。根据国内外大量试验研究3,16，一般认为翅片管应采用交错排列方式，而且尽可能呈等边或等腰三角形排列。2. 管排数管排数的选择取决于对空冷凝汽器制造费用和运行费用的综合考虑。随着管排数增加，换热面积增加。当管束换热面积一定时，制造费用随管排数的增加而降低。但是，当管排数增加时，空气的流动阻力增加，导致风机功率消耗及空冷凝汽器运行费用增加。因此，管排数应在综合考虑各方面因素的基础上来确定。当管内流体温度较低时，宜采用较少的管排数，反之会使管束出口空气温升增大，传热平均温差降低，要求传热面积显著增加。在某些情况下，要求传热面积增加30 %以上，这是非常不利的。增加管束长度是减少管排数的措施之一。3. 管程数管程数的选择取决于管内介质的流速和压降。若管程数取的较多，则管内流速及传热系数增加，但管内压降也随之增加；反之，若管程数较少，则管内换热系数和压降均随之降低。所以，要根据工艺过程对传热和压降的具体要求，选择合适的管程数。在电站直接空冷凝汽器中，翅片管束多采用单管程并配以逆流管束的布置方式。4. 迎风面积与管排最小流通面积迎风面积是垂直于空气流向的管束外框内壁以内的面积。它是空冷凝汽器设计计算中一个十分重要的参数，其设计取值的大小，直接影响空冷凝汽器系统结构布置。迎风面积的大小取决于迎风面空气流速的选择。在空冷凝汽器管束外侧的对流换热系数和压降的计算中，通常使用最大质量流速或最大流速，它们都取决于管束间的最小流通面积。2.2 蒸汽分配管与凝结水收集管来自汽轮机低压缸的饱和蒸汽，经过大直径排汽管道进入直接空冷凝汽器顶部的蒸汽分配管。经蒸汽分配管分配后的饱和蒸汽进入空冷凝汽器顺流管束中，并同管外的冷却空气进行热量交换而凝结。未来得及凝结的蒸汽通过翅片管束底部的凝结水收集管的上半部管道空间，进入空冷凝汽器逆流管束中，继续与管外空气进行热量交换。不凝性气体通过逆流管束顶部的抽气系统，排出空冷凝汽器。由于凝结水比未凝结的饱和蒸汽密度大，凝结水经过凝结水收集管的下半部管道空间流出空冷凝汽器，并排入凝结水收集箱。由于空冷凝汽器是负压运行，所以蒸汽分配管与凝结水收集管和翅片管两端的连接，全部采用焊接，且对焊接加工有很高要求。2.3 风机风机也是空冷凝汽器中十分重要的部件，在空冷凝汽器运行中起着关键的作用，风机性能是衡量空冷凝汽器性能的重要标志。在大型空冷发电厂中，大量的风机布置在人字型翅片管束冷凝单元下面，形成风机群。风机用电由厂用电提供，发电厂空冷系统所有风机耗电量占电厂机组发电的负荷比率一般在1.44%1.81%。某些电站风机耗电量占到机组发电负荷的2%甚至更多，可见风机性能的优劣对空冷电站经济运行有着直接的影响。由于空冷凝汽器需要大量冷却风，而压头却不是很大，所以空冷凝汽器的风机一般采用低压轴流冷却风机。目前风机生产已标准化，其标准直径一般为1.59.14 m，每台风机的叶片数为412枚，以46枚为最多。叶片角调节范围为45，风机叶片角度有手调和自调两种。在大型电站空冷系统中，多采用大叶轮直径（9 m以上）、低转速、低噪声的风机作为空冷风机。此外，通过在风机工作台上增设消音壁和配备低电压变频器，来适时调速，达到节能降噪的目的，以求将整个空冷装置的噪声值控制在国家标准要求的90 dB内。2.4 构架根据机组大小，厂房布置以及厂址占地面积等条件的不同，空冷系统的支撑构架采用不同的结构形式。支撑构架主要由支撑立柱、横梁、风箱等组成，应具有较好的稳定性。在风机额定转速和功率下，构架本身及驱动装置机架上测得的峰与峰之间最大振幅不得超过0.15 mm，这是构架设计应满足的条件。设计构架时须考虑以下载荷和作用力：设备的重力载荷，平台梯子活载荷，动力载荷，热推力，风载荷，地震载荷，雪载荷等。国家标准空冷式换热器(GD/T1538694)对此作出了详细的规定。3 空冷凝汽器传热元件直接空冷凝汽器中的核心传热元件是翅片管。翅片管性能的优劣，直接影响空冷凝汽器的传热效果和变工况运行特性。事实上，正是由于翅片管性能的不断改进，才使空冷凝汽器得以不断发展。3.1翅片管传热元件的基本要求 一般来说，工程实际中除了冷却介质粘性高时采用管内纵向翅片之外，其他型式的空冷凝汽器均采用管外横向翅片。在进行空冷凝汽器的设计选型时，可以考虑将以下几点作为翅片管选型的基本要求：(1) 翅片管有良好的传热性能与良好的耐温性能；(2) 耐热冲击力好；(3) 良好的耐腐蚀能力；(4) 易于清理尘垢；(5) 金属材料易于取得，制造费用尽量低廉；(6) 足够的管内耐压能力，较低的管内压降；(7) 较小的空气侧阻力；(8) 良好的抗机械振动能力。上述各项要求，有的是互相矛盾的，翅片管的最终选择还是要根据使用条件，如所在地区、用途以及工况等来进行选择。3.2 翅片管的分类翅片管作为传热元件经历了多年的发展和改进，其结构参数和传热性能有了较大改进，且形式多样。早期的国产空冷用翅片管主要有绕片式翅片管、镶嵌式翅片管、双金属轧片式翅片管等形式。近年来，随着空冷技术在电站凝汽器方面的应用，新型翅片管不断发展，主要有采用三排管结构布置形式的椭圆管套椭圆形翅片的翅片管，采用两排管布置形式的椭圆管套矩形翅片的翅片管，以及新近开发的采用单排翅片管。单排翅片管材质为铝合金，管束总重量与多排管管束相比较小。蒸汽流通面积大，压力损失低，通风流道为直线型，容易冲洗，同时翅片有很高的强度，能用高压水冲洗而不会变形。管束有若干个单排翅片管与管板焊接，整体结构强度高，无可拆卸的部分，在运输或高压清洗过程中不会被损坏。图3 空冷凝汽器系统运行示意图二、空冷凝汽器系统的运行说明（如图3）空冷凝汽器的控制系统是基于背压、散热量、和环境温度三者之间的关系，冷凝热量根据被要求的空气质量流量的量由热容量和环境温度来调节这个原理。冷空气和蒸汽温度平衡的直接结果是压力，由此蒸汽冷凝决定汽轮机排汽背压。由此来自于汽轮机的蒸汽通过主蒸汽管道流入冷凝器并在那里被冷凝。凝结水由凝结水管道排出。抽真空系统提供启动系统所需的真空，并在系统操作期间排出不凝气体。空冷凝汽器的控制系统是电厂DCS的一部分，可以调节运行模式和运行级别。系统轴流风机电机的控制设计为变频器控制，空冷凝汽器系统 DCS根据排汽压力控制回路的控制输出值自动调节变频器的转速，一台风机或一组风机则根据风机转速级控制配置表来实现。空冷凝汽器控制系统控制汽轮机排汽背压，并防止在冬季运行时凝结水过冷和保护分凝器不被冻结。排汽压力由风机转速的变化以及蒸发式凝汽器水泵的启停控制，风机的变化是连续的，有可能从满速降到最小速度，也有可能从最小变到满速。为避免长期运行时产生频率谐振，临界速度应该被尽快的过渡，大于或低于临界转速而长期运行的风机转速是自动调节的。此外，空冷凝汽器控制系统提供单个设备的运行状态和故障的显示。 1、控制变量 测量元件和开关用于提供模拟量和数字量给过程控制系统，过程控制时有以下输入：排汽压力 AI 排气温度 AI 凝结水温度 AI 抽气温度 AI 环境温度 AI 风机速度 AI 风机减速器润滑油温度 AI风机电机绕组温度 AI风机电机轴承温度 AI风机振动开关 DI凝结水总管温度 AI三个压力传感器测量排汽管道压力取均值。压力控制器通过控制风机频率来控制系统，正常运行时，排汽压力是主控制变量，通过改变风机转速可以改变通过冷凝器换热片的空气流量，从而控制空冷凝汽器性能。为了避免凝汽器管束发生冻结，当测量到凝结水温度或抽气温度过冷时，相应的凝结水温度或抽气温度就会取代排汽压力成为临时的主控变量。则该排的风机就会由相应的温度控制器控制，降低风机转速。如果部分工况是有效的，用于风机功率的控制逻辑决定哪列的蒸汽隔离阀首先被关闭（带有蒸汽隔离阀的情况）。2、运行模式 控制系统允许以下运行模式：l 夏季运行和冬季运行l 手动运行和自动运行l 汽轮机运行和旁路运行a、夏季/冬季运行依据环境温度，运行模式可分为两种，夏季运行（2）和冬季运行（2）。ACC的控制逻辑在夏季运行和冬季运行时是有区别的。例如：夏季启动和冬季启动及关闭顺序是不同的，防冻保护只有在冬季运行时才起作用等。b、自动/手动运行在人机界面上按模式选择开关可以将运行模式在手动和自动之间切换。当前的运行模式在人机界面上被显示。在自动运行时，所有的设备都必须打到远程控制模式。如果模式选择器被打到手动运行模式，自动控制功能和互锁都不在工作。操作员在操作站手动执行所有的控制动作。3、空冷凝汽器启动a、启动的先决条件 l 汽轮机的轴封系统已建立l 旁路系统已经准备运行l 真空破坏阀关闭l 除盐水泵已运行正常，除盐水水质合格，压力正常l 凝结水疏水泵启动（若有）l 凝结水循环水泵启动l 抽真空系统启动l 风机叶片与轮毂牢固，叶片无破损或布层剥离现象，叶片顶端与风筒壁无接触磨擦现象。l 风机电机接线，地线和振动开关等连接完整良好各表计齐全完好，指示准确，有关联锁、保护投入；l 减速箱的润滑油温度在允许的范围内l 减速箱有足够的润滑油流量注意：在启动前，必须严格遵照启动汽轮机的规范，即轴封蒸汽，喷射水，排水等，必须在启动前完成。b空冷凝汽器夏季启停当空冷凝汽器控制系统接收到从DCS系统的启动信号或在人机界面显示设备（HMI）给出启动信号后，空冷凝汽器控制系统打开所有的隔离阀，蒸汽通过排气管道送人凝汽器。所有风机变频器处于远程控制状态，同时抽真空系统已经运行，当空冷凝汽器系统的背压30KPa（该值为预真空值 ）并维持20分钟以上时，压力控制器的输出值可以控制风机运行速度。1)、启动顺序 空冷凝汽器的夏季启动（以每列4台风机为例）l 当控制器输出大于10%（5%30%可调）时，风机变频器的D组（或KD组）风机( 启动列的逆流风机2) 启动。l 当D组（或KD组）风机的转速达到40%后，风机变频器K2组（列的顺流风机3）启动。l 当K2组风机的转速达到40%后，风机变频器K3组（列的顺流风机4）启动。l 当K3组风机的转速达到40%后，风机变频器K1组（列的顺流风机1）启动。夏季正常运行定义为汽轮机的100%负载，当所有的风机都启动完毕，所有风机以相同速度上升到100%转速。2）、停止顺序在汽轮机的停机过程中，汽轮机的负荷是快速降低的。随着汽轮机负荷的降低所有风机转速也会跟着降低，当所有的风机的转速降低到40%，停止风机K1组，依次停止风机K3组，K2组，直到所有风机都停止，汽轮机停止向ACC进汽。C空冷凝器的冬季启停 1）、 启动顺序l 接到DCS的启动ACC命令后，当启动列（A列）凝结水温度+35度l 当控制器输出大于10%（5%30%可调）时，风机变频器的D组（或KD组）风机( 启动列的逆流风机2) 启动。l 当D组（或KD组）风机的转速达到40%后，风机变频器K2组（列的顺流风机3）启动。l 当K2组风机的转速达到40%后，风机变频器K3组（列的顺流风机4）启动。l 当K3组风机的转速达到40%后，风机变频器K1组（列的顺流风机1）启动。当启动列的所有风机转速都达到40%后，排汽压力将持续增加，当邻列凝结水温度+35度时启动该列的风机，其启动顺序和启动列的启动顺序是相同的。直到所有列的所有风机都启动完毕之后，所有风机的转速才能同时上升到100%转速， 2）、停止顺序在汽轮机的停机过程中，汽轮机的负荷是快速降低的。ACC的停机过程和启动过程正好相反。当所有的风机已经停止，立即停止向ACC进汽，在30分钟后关闭凝结水系统。4、空冷凝汽器运行控制a、部分负荷l 夏季时，根据背压同时调节所有的风机，若凝结水温度低于30或者过冷度大于10时按列停运蒸发式凝汽器。l 当冬季汽轮机长期运行在部分负荷的情况下，就要根据相应的蒸汽流量来关闭一定的风机列，保证当前的蒸汽流量大于最小流量。b、回暖在冬季，正常运行时且环境温度低于2度（从水蒸气到固态，能够形成松散的冰粒），在逆流管束的上部区域可能发现无法凝聚物质的过冷现象。如果这种情况在很长的时间经常出现，也就是一天或好几天环境温度低于零下，这可能导致逆流管的上部端口逐渐堵塞且妨碍无法凝聚物质的抽出。作为预防性措施，只要环境温度-2每排的逆流风机循环停止运行一段时间，让热蒸汽将形成的结霜融化。同时顺流风机的速度被锁定。c、防冻保护1）、凝结水防冻保护值设定30和34（由凝结水温度控制器设定）l 当环境温度2时，并且凝结水温度34时，此时风机速度控制有排气压力改为凝结水温度控制，通过降低风机速度或停止部分风机运行。l 当凝结水温度开始回升到回差预定值时，防冻保护取消，恢复排气压力控制。2）、抽气温度保护值设定20和25（由抽气温度控制器设定）l 当环境温度2时，并且抽气温度25时，此时风机速度控制有排气压力改为抽气温度控制，通过降低风机速度或停止部分风机运行。l 当抽气温度开始回升到回差预定值时，抽气防冻保护取消，恢复排气压力控制。3）、当环境温度2时，并且凝结水温度30时或抽气温度20时，ACC控制系统将出现报警，此时操作人员应检查整个系统。三、空冷凝汽器检修和维护的说明1、安全守则l 设备的操作、维护和检修必须有专业人员进行，并且对设备、相关系统和控制及本手册程序非常熟悉，在运输、安装、吊装、操作、维护和维修本设备时，必须使用正确的程序和工具，以防设备损坏和人员伤害。l 设备上的扶梯是供安装时接线及检修时使用的，除了这些工作之外，严禁攀登扶梯，否则易引发人身伤害。l 在设备运行时，严禁进入检修室内。l 对没有确认切断电源之前，不得对风机、水泵等运转机械部件进行维修操作。2、系统的维护1) 检查空冷凝汽器的换热管束；2) 检查各转动机械（风机和水泵）是否有不正常的噪音和震动；3) 检查排汽、配汽、抽真空、凝结水等相关各管路；3、风机的维护风机投入运行后应由专人进行日常维护、检修，及时观察运行情况，如发现异常声音或振动应立即停车，待排除故障后方可开机（至少每班交接时应进行巡视即每班两次）。风机检修期可参照下表进行。表一：风机维护周期表： 检查项目部件名称风 机风 筒异常声音、振动DD螺栓紧固情况SS清 扫RR注：D：1日1次 S：半年1次 R：根据需要风机应每年维护一次，维护内容如下：l 仔细检查各紧固件是否松动，各零件有无损坏。发现锈蚀或损坏应更换。l 用清水或中性洗涤剂清除附着在叶片轮毂上的污垢，发现叶片有破损或布层剥离时应及时修补或更换。l 用清水或中性洗涤剂清理风筒内壁上的污垢。l 外观检查，擦拭各零部件，对防腐层剥落部分应重新修补。4、减速器的维护维护的首要任务是防止损坏。减速器所有重要维护工序都标识在预防维护卡片上：l 安装完成日期和安装精度的测量。l 首次加油的类别、等级和数量。l 启动、完成磨合以及过程中所进行的观察。 l 启动的实际操作及电动功率测量。l 首次换油和进行有关的检查。l 下一次换油，包括检查齿轮和轴承状态（如果要可能的话）的定期检验是非常重要的，并把检验结果记录在预防维护卡片上。l 在保证期终了时，进行仔细检查对用户和减速器制造商都是非常重要的。l 如果齿轮有明显增加的磨损或是齿面损坏（点蚀），对产生原因立即加以研究使用寿命缩短可能是由基础的缺陷、超载、或选择减速器时负载估计不足。5、空冷凝汽器换热管束的清洗根据机组的运行背压和对换热管束表面的直观观察，对换热管束进行定期清洗（一般一年清洗两次）。清洗时间应同机组的大、小检修期同步（至少变压器上方的换热管束清洗应同机组的大、小检修期同步）。6、空冷凝汽器的防冻措施 a、 空冷凝汽器冰害原因空冷凝汽器冷却单元绝大多数采用鼓风式机械通风，而且以高架式布置呈“A字型”暴露在大气环境中。空冷凝汽器的冷却能力在一定热负荷与风量的条件下，取决于空气干球温度。如果空冷系统设计不合理，在冬季低温时，空冷凝汽器诸翅片管内的饱和蒸汽等温冷凝段缩短，凝结水冷凝段增加，过冷度增大，若气温继续下降到零度或以下某一限度，翅片管内的凝结水可能过冷却甚至发生冻结现象。轻者会使传热性能大大降低，更严重者管束被冰块堵塞、真空下降，就会被迫停机，重者甚至会冻裂翅片管或使翅片管变形，造成永久性损害。发生冰冻的原因是蒸汽已在前段凝结完毕，在后段很快地被冷却到管壁及外界空气的温度而结冰。这些管段称为“死区”。这在国外或国内已投运的空冷系统上已经发生过，所以对在寒冷地区的直接空冷系统的防冻问题应引起足够的重视。世界上各大空冷公司对直接空冷系统应用于寒冷、严寒、高寒地区的防冻问题从多方面进行了深入的研究，并取得了成功的经验。空冷系统的防冻为设计中应考虑的重点之一。b、空冷凝汽器冬季防冻措施1）、系统设计 空冷凝汽器在系统设计时，充分考虑气象条件，尤其空冷凝汽器的在低温运行情况下。2）、翅片管翅片管的设计经历了多排管、两排管、单排管的发展过程，其主要目的就是为了防冻，因为空气凝汽器翅片管内饱和蒸汽冻结现象的其中一个主要原因是翅片管束冷却能力与饱和蒸汽热负荷的不平衡。比如早期的多排管布置，二排管布置，其前几排管容易产生死区。且第二、三排蒸汽会倒流至第一排管，导致第一排的下部存在死区，发生冰冻现象。一般认为单排管的防冻性能要优于多排管。为避免这种冰冻现象，目前生产多排管、两排管的公司都采用各排管不同翅化比的方法。在与冷空气接触的第一排管采用翅化比较小的翅片管，后排管采用翅化比较大的翅片管。翅片管的间距变化，前排管蒸汽与空气温差大，采用较大的片距，后排管采用较小的片距，如本公司的单排管。从防冻的角度看，也可减少排数，增大基管的横截面及基管的高度，使蒸汽有较大的流动空间，减少产生死区的可能。3）、空气冷凝器根据汽流和凝结水的流动方向分类，空气冷凝器内部可分为顺流段和逆流段两部分。顺流段（德文Kondensor，简称K）：蒸汽由配汽管自上而下进入翅片管束，与凝结水流向相同而进入下联箱。逆流段（德文Dephlegmator，简称D）：将在顺流段中未被凝结的蒸汽和通过下集管由下而上的进入翅片管束，与凝结水流向相反。上述可简称为K/D结构。空气冷凝器的这种组成方式有效地提高了冷凝器的防冻性能。设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空气冷凝器内的某些部位形成死区、冬季形成冻结的情况，理论上说不凝结气体的含量百分比很小，D的冷却面积可较小，但工程中为了有效地防冻，将D的冷却面积增大，气候严寒地区可采用5:1或3:1。进入逆流段的蒸汽经过顺流段后有一定的压力降低和温度降低，即传热温差有所降低而使冷凝器效率下降。所以工程中对D与k面积比例的选用要进行分析研究。最后不凝结的空气及其他气体通过逆流段的顶部由抽真空系统抽出，凝结水仍返回到下集管，由于蒸汽中含有不凝气体，如不及时将不凝气体抽出，容易造成气阻，而不凝气体的焓值较低，当气温下降到一定极限时，极易造成空气冷凝器管束内冻结现象的发生，因此，及时有效的抽出空气冷凝器管束内的不凝气体是防冻和提高管束传热性能的有效措施之一。4）、风机对风量进行的合理控制是一种有效的防冻措施。对风量的控制有以下几种方法：l 采用单速风机，在冬季根据气温停止部分空冷风机运行，用运行风机数目控制风量，一般是风机台数较多采用这种方法较好。l 配备双速运行风机，即可以全速供应大风量，又可以半速供应小风量。l 采用变频调速控制风机，一方面可以根据气温的变化合理地调节风量，另一方面可以节能。另外，采用变频调速后，在冬季可控制逆流段的风机反转运行，以形成内部热风循环，提高或保持凝结水温，防止冻结。l 部分采用变频调速电机部分采用全速电机，可减少工程投资，但控制系统较复杂。5）、采用防冻的自动控制随着控制水平的提高，对空冷系统的防冻保护控制是一种非常有效的手段。如对凝结水温的控制，由于冷却程度不同可能有很大差异，当空气冷凝器各个管束的凝结水的温度降到某一设定值时，则自动对这个管束的风机减速或停止运行，直至凝结水温度回升。空冷器逆流段上可能会结一层薄冰，可周期性的对有关风机调速或反转。但必须保持逆流风机的转速大于等于顺流风机的转速。严禁在冬季运行时，当顺流风机还在运行时，调低逆流风机转速或停运逆流风机，这将在控制程序设计中予以关注。6）、设置挡风墙设置挡风墙，防止冬季外界自然风直接吹向散热器，引起两侧凝结水温相差较大。c、结论采用机械通风直接空冷系统就是考虑其防冻性能好，结合本工程的实际情况，从设计的角度，主要考虑的防冻措施有以下几种：l设计上空冷凝汽器采用单排管，由于口径大，便于管内的疏水，使凝结水不产生过冷；采用顺逆流结构，大部分蒸汽通过顺利管束冷凝，少部分通过逆流管束冷凝。该设计特点确保凝结水在逆流段不断地重新被加热，这样减少了凝结水的过冷以及可能的结冻。同时，这样也避免了溶氧而带来的腐蚀。所有的冷凝区域充满蒸汽保持冷凝水与蒸汽接触，不使冷凝水过冷，也就保证系统不冻；可以吸收部分冻结变形直接空冷凝汽器采用适当的顺逆流比例配置，在气候变化和低负荷工况下，能有效地防止蒸汽过冷却以及凝结水结冰，空冷凝汽器损坏。l 设置逆流空冷器，防止凝结水在空冷器下部出现过冷而冻结，另外可使空气和不凝结气体比较顺畅的排出，不致形成死区而冻裂翅片管。l 系统设有冬季运行保护模式程序，即根据凝结水温度、抽真空温度、环境温度来自动进入保护模式，避免空冷系统发生冻结，因此系统运行必须为自动控制。在冬季运行中如出现异常，控制系统及时发出指令，同时发出警报，提请运行人员注意。l 风机转速采用变频调速，逆流空气冷凝器配置的风机还可反转运行，可根据机组负荷和气温变化任意调整风机转速，温度较低时，可定时使逆流风机反转倒送热风，防止凝结水结冰。设置挡风墙，防止冬季外界自然风直接吹向散热器，引起两侧凝结水温相差较大。四、设备故障产生的原因及处理1、风机电机轴承超温当风机电机轴承超温时，会出现风机电机噪声大，电机运转不平稳的现象。发生此现象的原因是轴承中油脂太多或太少，变速箱有拉力或推力，安装不正确或不牢固，电机对中不好。应采取的处理措施有：l 视情况停运风机，联系检修检查处理。l 当振动过大引起振动开关动作应自动停止该风机的运行，否则应手动紧急停运。2、风机跳闸当风机跳闸时，会出现风机运行中突然跳闸的现象。发生此现象的原因是风机过载，导致开关跳闸，风机保护动作，变频器故障，电气故障等。应采取的处理措施有：l 如为单个风机跳闸，将其自动退出，同时注意机组的运行情况，必要时手动增加其它风机的转速以维持真空正常。l 检查风机跳闸原因，联系检修处理。l 如由于电气故障导致风机部分或全部跳闸，申请降负荷以维持排汽压力正常，防止保护动作跳机，必要时可启动备用真空泵，同时认真查找跳闸原因尽快恢复供电，电气恢复正常后可逐步投入风机增加风机的转速，机组可根据真空增加负荷。3、热风再循环当热风再循环时，会出现厂房外起风、风力较强，机组的负荷摆动且空冷风机的转速摆动，排汽压力摆动，引起锅炉燃烧不稳、参数变化、水位波动，严重时使机组的负荷下降，热风再循环严重时，机组的排汽压力直线上升、机组负荷下降、锅炉燃烧不稳、主汽流量超过额定值、轴向推力增大及轴承温度升高振动增大的现象。发生此现象的原因是由于大风的作用，使得从设备上排出的热空气又被风机卷吸进入风机入口处，使空冷凝汽器换热效果减弱，导致排汽压力升高。应采取的处理措施有：l 当厂房外起风后，应观察风向、风力的变化，注意排汽压力的变化及机组燃烧、负压、水位、轴系等参数变化。l 当机组的负荷处于高负荷时，如果是由于热风再循环引起的排汽压力的波动，当排汽压力达到对应负荷下排汽压力报警值时，应申请降负荷处理同时立即汇报上级领导。尽量将机组的负荷降低以保证排汽压力保护不动作直到机组的排汽压力高报警消失，同时调整风机的转速，使风机的转速不至于过高运行。l 当真空达到真空泵联锁启动设定值时，备用真空泵应联启正常，否则应手动启泵。l 当一台机组发生热风再循环时，另一台机组的运行人员也应注意工况的变化，坚守岗位作好事故预想，及时作出预防处理。4、凝结水回水管振动当凝结水回水管振动时，会出现凝结水箱的回水管与凝结水箱连接处剧烈振动，有明显的水击声，抽空气温度偏差较大，凝结水温度偏差较大，风机转速偏差较大的现象。发生此现象的原因是因为各列凝结水箱的冷却能力不一致，造成进汽量不一致，使个别凝结水箱水量超标引起水击。应采取的处理措施有：l 当机组负荷较大、排汽压力较低时，应加强对空冷回水管的检查，保证各个转速一致。l 当发生回水管振动时，应降低本列风机的转速以将过量的汽量转移至其它列，保证回水通畅。l 降低本列风机转速时，先降低本列逆流风机，当仍无效果时，应再降低本列顺流风机的转速。l 如降低本列风机转速仍无效果时，应降低相临列的风机转速，以提高排汽压力，保证机组安全运行。5、主排汽管振动当主排汽管振动时，会出现排汽管道剧烈振动，有巨大声响，外表面随着振动有上下崩动，排汽管道内部有周期性的水击声，机组的排汽压力不正常升高，排汽装置的水位可能升高的现象。发生此现象的原因是排汽装置水位控制不当造成满水，水流入排汽管道形成冲击，因投入高加时水位控制不当汽水冲入排汽装置，使大量的水被压迫至排汽管道形成冲击，冬季启动时，由于长时间小流量运行造成大量冰冻结，大负荷后又解冻造成大块冰掉落。应采取的处理措施有：l 正常运行中，精心调整水位定期对排汽装置水位进行校对，保证水位调整在正常范围之内。l 在投运高加过程中，应严格按照规程要求充分疏水暖管；当远传水位计故障时，应以就地水位计为准；高加水位应手动调整，只有当其投运正常后，才能将高加水位投入自动。l 冬季启动时，尽量缩短启动时间保证空冷系统在30分钟内达到20%的额定进汽量，并尽快提高进汽量防止空冷系统发生冻结。6、系统发生冻结当系统冻结时，会出现机组长期低负荷运行，凝结水箱水位不断下降，除盐水量不断增加甚至增启除盐水泵，抽空气温度偏低，机组并网带负荷后，随着负荷的增加，抽空气温度突然升高，凝结水箱水位突然上涨，甚至被迫放水的现象。发生此现象的原因是由于系统进汽量长期偏小，蒸汽的放热量小于管道对环境的放热量使得进入空冷系统的蒸汽发生冻结，并以冰的形式储存于设备上致使回流的凝结水量不断减少，当机组带负荷后，蒸汽的放热量大于管道对环境的放热量，设备的冰融化，大量的水流出设备致使凝结水箱水位上涨甚至满水。应采取的处理措施有：l 冬季启动初期，按空冷防冻措施中规定，空冷开始进汽后，进汽量必须在30分钟内达到其额定排汽量的20%。l 在保证安全的前提下，尽量使锅炉在冬季启动时加快升温升压速度，控制好旁路打开的时机与开度以满足上述要求，机组并网尽快升负荷。l 适当提高机组的排汽压力，降低风机的转速，保持排汽压力在2530KPa范围内进行冲转、并网。l 监视检查空冷风机的冬季保护、回暖等功能正常投运。l 如机组在短时间内不具备并网加负荷条件时，必须维持在锅炉最大连续蒸发量的17%以上并保持高、低压旁路开启，空冷进汽大于额定排汽量的20%否则30分钟后应申请停机处理。7、真空泵轴承工作异常当真空泵轴承工作异常时，会出现轴承温度高，轴承运行中有异音，轴承振动大的现象。发生此现象的原因是轴承润滑油脂过多，轴承润滑不够，环境温度高或泵内液体温度高，轴承损坏，地脚螺栓松动引起振动，泵中心不正。应采取的处理措施有：l 除去过量的润滑油脂或干油脂。l 联系检修轴承加油脂，降低泵内水温。l 若运行中泵轴承温度或振动超过允许值，切换至备用泵运行。8、 真空泵水温高当真空泵水温高时，会出现就地表计及画面指示真空泵水温升高或大于45的现象。发生此现象的原因是循环冷却水温度高，真空泵水位低，真空泵冷却器结垢。应采取的处理措施有：l 降低循环冷却水温度。l 在允许范围内尽量维持真空泵较高液位。l 必要时进行换水，以降低真空泵水温，但应注意保持真空泵水位在高、低之间。l 若冷却器结垢，切换真空泵运行。9、真空泵汽水分离器液位不正常当真空泵汽水分离器液位不正常时，会出现就地汽水分离器液位超出MIN与MAX范围，液位高时画面上真空泵液位高报警的现象。发生此现象的原因是真空泵或分离器放水门误开，补水电磁阀误开、误关或补水旁路门误开，汽水分离器补水总门误关，汽水分离器补水器故障。应采取的处理措施有：l 检查系统各阀门状态。l 若为补水器故障时，用补水器旁路门手动控制汽水分离器液位在MIN与MAX之间，切换真空泵运行并联系检修处理。五、气密性检验方法 对于汽轮机发电厂的真空系统，尽最大可能防止任何超过额定量的空气泄漏是至关重要的。 真空系统由下列部分构成: l 汽轮机及其辅机的真空系统 ；l 空冷凝汽器及其辅机的真空系统 ；为了确保空冷凝汽器（具有尖峰冷却装置）的真空系统的气密性，必须进行下列工作：l 电厂停机时的气密试验 ：是指在设备安装完毕后或在任何需要时进行的气密试验。l 电厂运行时的气密试验 : 是指电厂在运行期间进行的真空衰减试验，用以检查系统密闭性。注意 !在此必须分清汽轮机及其辅机的真空系统和空冷凝汽器（具有尖峰冷却装置）及其辅机的真空系统的气密试验的概念。1、气压法气密性试验 a、系统边界 空冷凝汽器安装完成之后或者任何停机时，其真空系统就可以进行气压法气密性试验。空冷凝汽器进行气压法气密性试验包括以下部分： l 汽轮机后的排汽管道、配汽管道 ；l 空冷凝汽器的换热管束 ；l 连接管路 (凝结水、抽气)，尽可能多地进行试验；l 水箱 (疏水、凝结水)，尽可能多地进行试验 。邻近系统和管路必须被隔离密封，如: l 真空系统的安全阀必须被拆除 ；l 爆破膜（安全隔膜）必须被拆除，接口必须用盲板堵住 ； l 排气管道的端板必须用螺栓固定；如果在施工阶段没有这样的安排方案， 那么可以将端板焊接到排气管道的第一段上；l 所有排气管道的所有管路和接口 （疏水，排水，排空）；所有空冷凝汽器真空系统的所有管路和接口 ；汽轮机系统 ；l 蒸汽旁路减压站及其辅助设备； l 泵 (疏水、凝结水)；l 排空系统 。b、材料与附件 用于试验的材料与附件包括:l 隔离相应接口的端板；l 空气压缩机：用于提供不含油和水的压缩空气；空气压缩机装备有安全阀，能够使空气压缩机在达到系统试验压力（通常为0.5barg）时完全卸荷；在空气压缩机输气管处安装一只压力表，监视气源压力不超压。l 气压软管 （连接空气压缩机与充气管道）；l 根据图纸要求的连接设备（冲气管道） ；l 两只压力表: 量程为 -1 +0.6 barg 或 0 1.0 barg （安装在易操作与读数处）；l 测量环境温度的温度计；l 装有肥皂泡水的罐子，l 阀门（用于控制充气压力