某厂冷冻站直接空冷机组防冻原因分析及优化调整_彭晓芳.pdf

第 51 卷第 3 期2023 年 2 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.3Mar.2023化工机械某厂冷冻站直接空冷机组防冻原因分析及优化调整彭晓芳,郑攀文(国能新疆化工有限公司,新疆 乌鲁木齐 831400)摘 要:直接空冷系统直接采用空气做为换热介质,受季节环境影响因素较大,在冬季气温低于冰点时经常造成凝结水在管束中冻结。因此,冻凝问题是制约机组冬季平稳运行的关键问题。本文对某厂丙烯制冷系统驱动汽轮机配套直接空冷机组的流程及原理进行简要介绍,结合机组在冬季运行中出现的几个主要问题进行原因分析,从机组启停、日常操作方面提出相应的优化调整措施,为同类机组提供借鉴。关键词:空冷;运行原理;冻结原因;防冻措施中图分类号:TK172 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)03-0189-03 第一作者:彭晓芳(1993-),女,助理工程师,主要从事净化装置运行管理。Analysis and Optimization of Anti-freezing Cause of DirectAir Cooling Unit in A Refrigeration StationPENG Xiao-fang,ZHENG Pan-wen(State Energy Xinjiang Chemical Co.,Ltd.,Xinjiang Urumqi 831400,China)Abstract:Direct air cooling system directly uses air as heat transfer medium,which is greatly affected by seasonalenvironmental factors.In winter,when the temperature is below freezing point,condensed water is often frozen in the tubebundle.Therefore,the freezing problem is the key problem that restricts the smooth operation of unit in winter.Theprocess and principle of a plants propylene refrigeration system driving steam turbine supporting direct air cooling unitwere briefly introduced,the causes of several main problems in the operation of the unit in winter was analyzed,andcorresponding optimization and adjustment measures was put forward from the start and stop,daily operation of the unit,the reference was provided for similar units.Key words:air cooling;operation principle;freezing reason;anti-freezing measures某厂粗煤气净化装置冷冻站采用丙烯制冷系统,丙烯制冷是利用高压液态丙烯通过节流降压汽化时的吸热效应实现制冷,其制冷循环过程为:压缩冷凝膨胀(节流)制冷(蒸发)。目前,丙烯制冷系统主要运用于煤化工领域,为酸性气体脱除单元提供冷量。该厂丙烯制冷系统驱动汽轮机配套的凝汽系统为直接空冷机组,该机组为 12 的立式单排管结构,风机布置在空冷机组的顶部,为引风式。由于该厂位于西北地区,冬季平均气温低,致使空冷机组的散热片经常出现冻堵现象,对生产造成严重影响。1 空冷系统流程空冷系统主要由排汽、凝结水、抽真空、驱动、疏水等几个部分组成。动力蒸汽经过汽轮机后,乏汽通过分配管进入空冷器。空冷器中有顺流管束和逆流管束,乏汽先从空冷器上方经顺流管束向下流入,与风机吸入的空气进行换热,然后在下联结箱中进行气液分离,液相去热井外送,气相被送至逆流管束中,由下往上,再次与空气换热,冷却后的冷凝液在逆流管束中沿管束内壁向下流至联结箱,不凝气沿逆流管束向上被抽气器抽出排至大气。2 空冷散热器管束冻结的原因直接空冷系统在冬季运行过程中,随着环境温度不断降低至冰点以下时空冷器就可能出现局部凝结水过冷冻结现象,而空冷器管束是冻结主要部位。如果凝结水过冷结冰导致空冷器的管束堵塞现象频繁发生,空冷器管束就可能发生变形甚至被破坏1。根据理论计算来说,只要进入翅片管的热量大于等于翅片管的散热量,那空冷机组散热翅片管就不会有冻结的现象发生。而实际运行过程中,空冷机组容易受到负荷、真空度、外界温度和风向、运行操作等诸多变量的影响。而造成机组散热器管束冻结的几个主要的原因为:(1)实际运行过程中由于出现的热负荷分配不均匀、大量不凝气体存在散热管束等原因,导致出现死区以及空气聚集等情况,当室外温度10。3.3 冬季机组停机时的防冻措施(1)在冬季停机过程中,应尽量避免空冷器小流量、长时间的大面积进气情况的发生。逐渐将两侧百叶窗关闭,防止局部过冷,同时打开空冷系统各低点导淋排液,防止积水结冰。(2)冬季停车期间,空冷器不投用,应关闭百叶窗,对空冷器两侧翅片加盖棉被进行保温,关闭空冷南北两侧门,加挂厚门帘进行防冻。同时,加强巡检,定期给风机电机、传动轴齿轮箱加润滑油脂。将空冷系统各低点导淋打开进行排液,各高点导淋也处于常开状态,避免结冰。(3)出现换热翅片、管束低温或冻凝时,对换热翅片、管束增加临时电伴热和加盖帆布进行解冻恢复正常。3.4 冬季正常运行时防冻措施(1)若系统出现大幅度减负荷时,确保汽轮机动力蒸汽流量30 t/h,根据汽轮机动力蒸汽流量,适当的加减防冻蒸汽量。压缩机可适当提高转速,通过防喘振线增加负荷,保证有足够的蒸汽进入汽轮机,以确保蒸汽流量在最小空冷器防冻流量以上3。但同时也需要控制好低甲系统的操作温度,以防冷量过剩,影响压缩机运行。(2)风机频率增加的原则是在经现场测温后所有管束温度允许条件下才能增加风机频率。当装置低负荷(75%)运行时,要求风机频率 20 22 Hz,顺流与逆流风机的频率应当参照现场的实际温度,同时东侧凝结水温度控制在 50 60,乏汽温度控制在 60 70;西侧温度与东侧相同。凝结水总管温度控制在 50 60。当凝结水温度低于 50,则应适当降低风机频率,提高汽轮机真空度设定值 2 3 kPa。如果提高真空度后凝结水温度仍不能恢复至 50 以上,则再次将汽轮机真空度提高 2 3 kPa。当凝结水的温度恢复至 50 以上时,通过一定时间观察运行,将汽轮机真空度恢复之前设定值,期间保证凝结水温度和不凝气温度控制在指标范围。(3)汽轮机的排气压力应根据环境温度、凝结水温度、不凝气温度综合分析后控制,实时监控真空度的变化情况,如果发现真空度不在正常指标内且呈上涨趋势,应该立即进行检查确认,及时判断上涨的原因。一般情况下,保持防冻蒸汽和风机的频率不变,通过调整现场百叶窗的开关角度或者帆布的遮挡位置可以控制真空度4。当环境温度10。(2)操作人员巡检时及时反馈现场管束温度给中央控制室并记录。总控人员根据现场实际情况作出调整。当出现管束低温或冻凝时,对管束增加临时电伴热和加盖帆布,使管束温度慢慢恢复正常,确保管束温度10。(3)夜间重点调整风机频率、百叶窗(或帆布)、防冻蒸汽,应加强巡检,特别到后半夜温度急剧下降时,出现冻堵可能性较大,此时应重点关注环境温度的变化情况,环境温度急剧下降时迅速降低风机频率,通过百叶窗、防冻蒸汽调整稳定真空度及凝结水温度。操作人员通过空冷管束温度,及时判断空冷器的使用情况,确定具体冻结部位,并做好记录。一旦发现冻凝要及时处理,防止事态扩大,造成设备损坏。4 结 语空冷机组冬季冻凝问题是运行过程中普遍存在的问题,某厂在原始开车后,空冷防冻问题一直是一大难点,经过多年的运行总结,通过采取上述措施后,在近两年的运行过程中,空冷机组局部冻凝次数明显减少,大面积冻凝现象更是没有出现,极大地提高了整个冷冻系统的运行效率,也为机组安全运行提供了保障。参考文献1 贠小龙.600 MW 直接空冷机组空冷岛冬季防冻问题探讨J.机电信息,2011(36):87-88.2 王学民.300 MW 直接空冷机组空冷岛的防冻措施J.科技资讯,2012(4):74-74,76.3 杨柏.300 MW 直接空冷冬季运行的防冻探讨J.神华科技,2013(3):65-69.4 姚多贵.空冷凝汽器系统冬季防冻措施及优化调整J.中国化工贸易,2020(32):224-225.5 陈瑞芳,裴建东,胡靖荣.等.临汾热电 2300 MW 直接空冷机组的防冻分析及研究J.机电信息,2012(9):92-93.