于曉明

摘 要：空冷器作為汽輪機輔助系統(tǒng)，利用變頻風機強制送風與空冷器管束換熱，將汽輪機排汽有效冷凝，維持系統(tǒng)的真空。文章主要闡述空冷器的啟停操作，控制室監(jiān)控內(nèi)容及其操作注意事項。

關(guān)鍵詞：空冷器；汽輪機；真空；變頻風機

空冷器是以環(huán)境空氣為冷卻介質(zhì)，將管束內(nèi)高溫工藝氣流冷卻或冷凝的設(shè)備。隨著空分設(shè)備的大型化，如60000m3/h空分設(shè)備配套汽輪機乏汽量大約在140t/h，水冷凝器需要11200t/h冷卻水，而且還需要設(shè)立廢水處理系統(tǒng)[1]。大多煤化工廠區(qū)處于水源缺乏地區(qū)，無法提供大量的循環(huán)冷卻水，進而常用空冷器來代替水冷殼管式換熱設(shè)備，它主要包括管束、風機、框架、清洗設(shè)備等?？绽淦鞯膬?yōu)點是：對環(huán)境沒有熱污染和化學污染，空氣腐蝕性小使用壽命長，維護費用低，一旦風機斷電仍有30-40%的自然冷卻（圖1）。

1 空冷器流程簡述

大唐阜新公司空分分廠壓縮機組，配套空冷器于2013年7月23日汽輪機調(diào)試一同調(diào)試，設(shè)置空冷器以取代水冷卻，將汽輪機排汽在空冷器管束內(nèi)冷凝，維持整個系統(tǒng)的真空。空冷器主要由管束翅片，變頻風機，空冷旁路系統(tǒng)，清洗設(shè)備，框架，儀電控系統(tǒng)等組成。汽輪機乏汽經(jīng)兩個隔離閥K301，K302進入空冷器的兩個屋頂，蒸汽在管束內(nèi)自上而下逐漸冷凝，風機強制送風帶走管束蒸汽的熱量加速冷凝，冷凝液收集到下聯(lián)箱，送至凝結(jié)水箱通過凝結(jié)水泵送出?？绽渑月废到y(tǒng)是將減溫水噴入汽輪機排氣管道，進入空冷器，用于空冷器的防凍堵。

2 空冷器的啟動

機組啟動前現(xiàn)場確認真空破壞閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，不凝氣取出管道上導淋關(guān)閉?？绽湎到y(tǒng)準備啟動之前，先將壓縮機組熱井、集液箱加水至正常液位，啟動凝結(jié)水泵；開啟抽真空系統(tǒng)，并確保連續(xù)運行，真空小于-76kPa（正常運行時真空控制在-82kPa左右）；空冷器屋頂隔離閥、管束隔離閥處于關(guān)閉狀態(tài)，變頻風機測試合格。從空冷器開始建立真空到第一臺風機啟動的過程稱為空冷器的啟動階段。機組啟動后，空冷器隔離閥準備打開，與隔離閥相對應(yīng)的風機準備啟動，以最低運行頻率保證風機運行。環(huán)境溫度低于零下時，空冷器旁路系統(tǒng)應(yīng)在空冷器啟動之前及時投入運行，旁路系統(tǒng)是利用節(jié)流降壓后的蒸汽把低溫水通入汽輪機排汽管線，提高空冷器管束溫度旁路系統(tǒng)能有效防止空冷器的凍堵。

3 風機變頻調(diào)節(jié)

汽輪機在沖轉(zhuǎn)過程中，蒸汽入口流量低，進入空冷器的蒸汽量相應(yīng)較少，低流量的蒸汽又夾帶著空氣（不凝結(jié)氣體）進入空冷器管束，會造成真空下降，但這是暫時的，在抽真空系統(tǒng)作用下，真空將會逐漸恢復。低速暖機過程中應(yīng)使用K302前的管束，也就是說空冷器屋頂隔離閥K301、管束隔離閥K302應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣蒸汽在K302前冷凝，F(xiàn)304風機作為獨立的控制風機，不收到隔離閥的影響，調(diào)節(jié)F304風機的頻率以調(diào)整真空，這樣凝結(jié)水過冷度較小，溫度TI303，TI305將接近排氣壓力下的飽和溫度。

汽輪機正常運行過程中，空冷器屋頂隔離閥K301、管束隔離閥K302全開，6臺風機處于運行狀態(tài)，此時真空低可能有兩種情況：若凝結(jié)水溫度高，則說明空冷器冷卻效果不好，應(yīng)增加風機變頻，增大進入空冷器的蒸汽冷凝量；若凝結(jié)水溫度低，則說明空冷器有漏氣，此時增大風機頻率，只能使冷凝水溫度過低，真空未必見好，應(yīng)仔細檢查消除漏點。當汽輪機進汽量超過滿負荷的70%后，風機逐一投入自動，以空冷系統(tǒng)的真空來控制風機的變頻輸出。

4 控制室監(jiān)控內(nèi)容

空冷系統(tǒng)是否能夠安全運行，很大程度上取決于操作人員應(yīng)對緊急狀態(tài)的應(yīng)急處理能力和在低溫狀態(tài)下是否準確監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行參數(shù)。凝結(jié)水溫度作為空冷器運行監(jiān)控的重要指標，根據(jù)凝結(jié)水溫度調(diào)整風機變頻。操作過程中，操作員往往只依賴汽輪機的排汽壓力來調(diào)整風機變頻，這在環(huán)境溫度低的情況下是很危險的，空冷器凝結(jié)水溫度的高低能夠監(jiān)測空冷器的運行狀況（圖2）。

5 空冷系統(tǒng)停機

空冷系統(tǒng)停機是指風機停止運行，隔離閥關(guān)閉。隨著機組降轉(zhuǎn)速，逐漸降低風機變頻最后停止風機運行。尤其在環(huán)境溫度較低的情況下，機組停機，蒸汽中斷，進入空冷器的蒸汽隨之中斷，風機的運行將會導致管束的凍堵。風機停機順序與開機順序相反，隔離閥聯(lián)鎖關(guān)閉之前應(yīng)確認風機停止。

6 異?，F(xiàn)象分析

空冷器正常運行過程中，空冷器旁路真空好于汽輪機排汽缸處。

正常運行時，汽輪機的乏汽不斷的在空冷器管束內(nèi)冷凝，冷凝處產(chǎn)生負壓，帶動乏汽不斷的流向空冷器，高速氣流在排汽管道內(nèi)流動，而旁路系統(tǒng)僅僅是個盲端，就好像抽氣器的不凝氣抽氣口，因而旁路處真空要好。

7 注意事項

根據(jù)空冷器凝水溫度增減風機變頻。啟動時先開隔離閥后啟動相應(yīng)風機，停機時與之相反。環(huán)境溫度低時，應(yīng)先啟動旁路系統(tǒng)，保證空冷器冷凝蒸汽量，防止汽輪機在沖轉(zhuǎn)過程中蒸汽流量低，在空冷器管束內(nèi)過度冷凝。啟動空冷器前應(yīng)將所有溫度聯(lián)鎖切除，關(guān)注凝結(jié)水溫度，待機組運行正常后，根據(jù)投入的隔離閥的順序逐一投入溫度聯(lián)鎖?？绽淦鹘⒄婵貢r間較長，機組啟動時間很長，應(yīng)盡量不要使用破壞真空的方式停止機器運行，避免影響機組啟動時間?？绽淦髋月废到y(tǒng)的切除應(yīng)隨著汽輪機的進汽量增加緩慢關(guān)小，待汽輪機進汽量正常后，將旁路切除。啟動風機前應(yīng)點動測試風機，確認風機啟動正常后，停止風機運行，再次啟動風機，以確保風機安全穩(wěn)定運行?？绽淦鞴苁鴳?yīng)定期進行清理，保證翅片無堵塞，通風正常。

參考文獻

[1]李化治，孫淑鳳，張華濤.煤化工配套空分設(shè)備特點綜述[J].深冷技術(shù)，2014，7：5-6.