关于直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策探讨

摘 要：直接空冷科技是使用大气中的空气的媒介作用，对发电组实施冷却的科技，在水分紧缺区域也是该项科技发挥巨大作用的地区。并且，系统运转的功效受大气中风速、风向、环境气温等元素的作用，在直接空冷系统运转阶段，需要订立管控策略，进而确保直接空冷设备的稳定、高效运转。作者在文章中简介了直接空冷机组空冷系统运转中的常规难题，并给出应对策略。

关键词：直接空冷；系统运转；难题；解析；策略

伴随水资源的紧缺，在火力发电阶段，直接空冷设备的作用得以发挥。直接空冷机组使用大气中的空气为媒介，冷却汽轮设备。所以，节省了不少水资源，是科技领域的较为先进的科技。特别是在我国水资源紧缺的北部区域，直接空冷机组的使用是大势所趋，直接空冷机组在运转阶段会出现真空渗漏、管束积尘、寒冷开裂等难题，假如不采取应对举措，就会让直接空冷设备无法稳定运转。所以，需要对难题实施解读，并确保系统运转的流畅性。[1]

1 直接空冷机组的概念

发电机组空冷设备是指，透过特殊的设备将排出的热气冷却成凝结水。而直接空冷设备通常使用能够多次循环使用的空气为冷却媒介。汽机的排汽通常要使用空气冷凝，而汽机排泄的饱和蒸汽通过排气管道安放在房屋外的空气凝汽器内，最终传送到锅炉，进而完成二次使用。如图1所示。

图1 直接空冷机组原理图

2 直接空冷系统运转难题与预防策略

2.1 真空渗漏

2.1.1 真空渗漏的原由

直接空冷系统的排气管内径偏大，所以焊装位置面积偏大、焊缝过长、密闭情况不良，特别是在拐弯位置，极易导致真空渗漏；直接空冷系统散热设备通常使用管状构造，管子数目庞大并且自带散热翅片，这部分翅片通常透过焊装与管子联接，而且翅片极为单薄，只要输送不慎或遭到外力破坏就会形成形变，翅片与管子相连的位置极易脱焊而致使管道损坏渗漏；[2]此外，空冷岛占地规模大，构造繁杂，装设阶段无法全部密闭，装设完成后也缺乏大规模检测渗漏的办法。综上所述，能够发现直接空冷系统在运转阶段形成真空渗漏的难题，极难规避。[3]

2.1.2 预防真空渗漏的策略

要预防真空渗漏，第一步应在排气管道焊装阶段，使用前卫的焊装科技，例如无缝焊装等，让焊装位置能够被糅合成一个系统，解决焊装导致的密闭情况不佳的难题；第二步，应有效设计散热设备，要设计管子与翅片融合的散热设备或降低翅片变形对管子造成损伤的几率；空冷岛的装设要严格依照图纸完成，规避在运送途中或装设阶段损毁，并研发出能够检验大规模真空渗漏的办法，让空冷岛在装设后可以第一时间检测真空度，方便检查出故障并予以化解。[4]

2.2 管束积尘难题与预防方法

2.2.1 管束积尘的原由

直接空冷机组通常在我国的北部区域运用较为频繁，特别是西北水资源紧缺区域，通常空气污染度较高、沙暴偏多。因为空冷机组是于户外的，这让空冷机组任意方位均与外部环境对接，特别是管束位置，因为遗留了很多散热翅片，而且散热翅片间的距离不大，导致空气内大批的粉尘与外部环境的联系被中断，不能和冷空气完成热互换。所以，大批的热能无法释放，会导致空冷机组运转不流畅。[5]

2.2.2 管束积尘的应对方法

第一步，应合理设计散热设备，包含散热设备的形态与散热翅片的构造与大小，让其既能够确保与外部环境充分接触，又能够不积淀灰尘；第二步，应改良清灰设备，例如运用高压水力清灰的模式，并依照空气质量状况，编排清灰时间，让散热设备上的灰尘无法左右散热功效，并最大程度地节省清灰使用水。

2.3 管道冻裂难题与预防方法

2.3.1 管道冻裂难题的原由

在北部冬天较为严寒，所以假如管壁的气温位于零下，那么凝结水在管壁中移动会导致结冰。而伴随时间的过去，结冰现象会越加严重。所以，比较脆弱的管壁会形成冻裂问题。只要管壁被冻裂，就会对直接空冷机组造成损害。

2.3.2 管道冻裂的预防方法

第一步，应变更散热设备管道的构造，例如使用椭圆状钢铁管壁，其能够高效降低内壁冻结形成的对管道的压力；第二步，应合理规划管道的顺流与逆流的面积，让不凝气体被顺畅的排泄，预防蒸汽往回流动，缓解冻结现象。另外，应挑选单排管散热设备，以预防不凝性气体聚拢。[6]

2.4 生态破坏的难题与预防方法

因为直接空冷系统是要全部依靠生态环境进行的，所以，生态环境的温度、风速、风向等都会直观地左右直接空冷系统运转。

其预防方法是：最为重要的是，在环境温度相对偏高的节气，要让系统稳定、高效运转，应让空冷系统在未满荷状态运转，继而通过减少热消耗来减少凝汽设备的压力，然而非满荷载运转的模式会让系统运转的成本增多。所以，能够通过在散热设备端口位置喷雾增湿的模式来减少端口空气，进而减少凝汽器的凝结气温，确保系统满荷载运转。

3 结束语

直接空冷系统在运转阶段会产生真空渗漏、冻裂、积尘等情况，这部分情况会降低系统安全运转的效率。笔者认为，可以通过优化规划、改善工艺、质量管控与定时检修等模式来化解这部分难题。而且，环境气温、风速、风向等也会导致直接空冷系统的凝结，所以必须使用对应策略，减少散热器端口空气气温并提升系统空气流动量，让空冷机组能够稳定、优质地工作。此外，对形成的空冷岛来说，通过规划部署，让空冷岛朝向夏天主导风向并排部署，减少空冷岛间的互相作用也较为关键。

参考文献

[1]席新铭，宋艳峰，刘 ，等.基于波形翅片扁平管传热性能的直接空冷凝汽器低温冻结规律研究[J].中国电机工程学报，2014（26）：

4493-4499.

[2]代慧娟，白国良，王博，等.带斜撑型直接空冷钢-混凝土竖向混合结构非线性地震响应分析[J].振动与冲击，2015（7）：141-148.

[3]周兰欣，惠雪松，王统彬，等.直接空冷凝汽器单元内综合应用导流板和喷雾增湿的数值模拟[J].华北电力大学学报（自然科学版），2013，40（3）：74-79.

[4]李恒海，刘达，高振罡，等.直接空冷凝汽器热负荷分配不均的原因分析与改善措施[J].汽轮机技术，2014，56（3）：227-228，240.

[5]刁利，李光，吴思竹，等.直接空冷和间接空冷方案在某电厂空冷选型中的技术经济比较[J].华东电力，2014，42（8）：1712-1716.

[6]黄兴晨.蒸发式空气冷却器解决直接空冷系统夏季高负荷研究[J].中国新技术新产品，2014（1）：86.

作者简介：武旭（1987-），男，汉族，宁夏银川市人，本科，助理工程师，工作单位：神华宁夏国华宁东发电有限公司，主要从事发电运行工作。