《三排管直接空冷凝汽器冻结原因》纪要

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作者:徐传海、刘刚、李晋鹏

1.引言

三排管气侧阻力较小、散热系数较大。以漳山发电1号机组为例,分析管束冻结原因,提出相应的改进建议。

2.三排管空冷凝汽器冻结情况

空冷器厂家为SPX,布置方式为T5C2D1C2B10(5列,每列2个顺流单元,1个逆流单元及2个顺流单元,每个单元10片管束)。

现象:顺流管束局部冰冷,用红外线温度测试仪器测得翅片温度为-10℃(环境温度为-7~-8℃),其余未冻结管子的温度高达45~50℃。

措施1:

a、降低冻结管束的顺流凝汽器风机转速,减少流经这些顺流凝汽器的冷却空气流量。

b、将冻结管束的逆流凝汽器的风机由正转切换至反转,抽气凝汽器上方的热空气来加热逆流凝汽器管束。

结果1:

运行36h之后,只有个别管束解冻。(空冷百科长:冻结发生在顺流管束,降低顺流的转速虽然能使更多得蒸汽进入顺流管束,但由于环境温度较低,未冻结的管束仍有能力冷却多余的热量,使得蒸汽并不会明显得被引流到冻结的管束中。

措施2:

a、将冻结管束的顺流凝汽器风机由正转切换为反转。

结果2:

运行60h后,所有管束被解冻。

3.三排管空冷凝汽器管束的冻结原因

3.1.顺流凝汽器第1排管的冻结原因

原因:

a、三排管中最靠风机侧的一排管子换热效果最好,故第一排出口蒸汽含量最少。(空冷百科长:此结论基本正确,但一般厂家在生产管束时,靠最里面的那排管子的翅片密度最低。

b、顺流凝汽器三排翅片管总出口排汽量,随着机组负荷的降低而减少;管内流体的流动阻力随蒸汽量的降低而降低。导致管束的出口蒸汽压力升高。当出口蒸汽压力升高到某一临界值时,第一排出口蒸汽将降低为0甚至负值。导致该根换热管内蒸汽+空气无法排出。

c、管内形成汽气混合物管段,其内的蒸汽分压力很小、温度低,放热系数远小于纯蒸汽的放热系数,致使翅片管的金属温度接近冷却空气温度,导致壁面的凝结水被冻结。(空冷百科长:根据传热学原理,正常情况下翅片管外热阻远大于翅片管内热阻,故翅片管壁温度与蒸汽温度相近,冷凝水不会发生冻结;当蒸汽内空气增多时,翅片管内热阻大于了翅片管外热阻,故翅片管壁温度与空气温度相近,冷凝水发生冻结。

改进措施:

a、降低顺逆流换热面积比,但会增加顺流凝汽器的蒸汽流动阻力。

b、加大迎风侧第1排翅片管的翅片设计间距,尽量平衡各排管子的换热能力,减少第1排管子中发生倒流的机会。(空冷百科长:对于4排的圆管空冷器,翅片间距一次为9、10、11、11)

3.2.顺流凝汽器第2排管的冻结原因

第1排被冻结或换热能力下降后,流经第1排管子的空冷温度相对下降。使得第2排管子的换热能力上升,导致第3排管子的蒸汽倒流到第2排。冻结原因与第一排相似。

3.3.顺流凝汽器第3排管的冻结原因

相邻第3排管子汽气混合物倒流,结冰的第3排翅片管将向两边扩展直至全部冻结。

3.4.逆流凝汽器管束的冻结原因

与顺流管束的冻结原因类似,但因为其蒸汽含量较小,冻结的时间应比顺流管束长。进入到逆流凝汽器的蒸汽量取决于抽气器能力的大小。(空冷百科长:可以使用干空冷量估算进入逆流管束中的蒸汽含量。

3.5.整列管束均未冻结的原因

各列蒸汽分配管的蒸汽流量分配不均。当机组运行负荷越低,这种分配不均匀的现象就越严重。当某列管束被冻结时,由于冷却能力下降导致更少得蒸汽进入该列,这种分配不均匀的现象就越严重了。

3.6.蒸汽分配管始端顺流凝汽器管束容易冻结的原因

蒸汽分配管中存在”抢汽“现象,这种现象是由蒸汽的动压和惯性引起的。

a、在1根蒸汽分配管中,从始端到末端蒸汽流速由初值逐步降低到0,动压也随之降低。当空冷器流速较小时,沿程损失较小,导致末端蒸汽静压大于始端蒸汽静压,即流入始端的蒸汽被末端抢走。

b、由于始端蒸汽流速比末端大,在惯性作用下蒸汽急转90°流入始端顺流管束的入口局部阻力比末端大。

改进措施:

加大蒸汽分配管的管径,特别是加大始端管段的管径。

4.结束语

1、内因:迎风侧第1排翅片管内蒸汽(或汽气混合物)倒流并聚积空气;外因:环境温度降低。实际上,管内倒流只是瞬态现象,倒流的蒸汽量会随着被倒流管内的压力增加而减少。

2、冬季降负荷运行时,逆流风机的降幅要小于顺流风机的降幅,使更多蒸汽进入到逆流管束中去。

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Author: admin on 2016年2月8日
Category: 文献纪要, 空冷器
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