（山西京玉发电有限责任公司 山西朔州 037200）
摘要：本文对山西京玉发电有限责任公司空冷岛散热器冬季防冻技术的研究应用，为三北地区空冷发电机组空冷散热器冬季防冻技术措施方面提供经验借鉴。
关键词：三北地区；空冷发电机组；空冷散热器；研究；应用
一、设计情况
1.1概况：
山西京玉发电有限责任公司装机容量为2×330MW亚临界、一次再热、单轴三缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮发电机组，配2×330MW等级循环流化床锅炉设备。三大主机情况：汽轮机和发电机为北京北重汽轮电机设备有限责任公司生产，锅炉为上海电气锅炉公司生产。山西京玉发电有限公司的供热改造工程主要服务于山西省朔州市右玉县城内居民住宅供热，为右玉县城的集中供热工程的主要部分。
1.2山西省朔州市右玉县概况
右玉县位于晋西北边陲，隶属于山西省朔州市，位于山西省北端，东临左云，南接平鲁，西为内蒙古清水河县，北部为内蒙古凉城县，其地理坐标为：东经112°6′33″～112°38′35″，北纬39°41′18″～40°17′54″之间。
1.2.1 气象概况
右玉县属温带大陆性季风气候，冬季漫长，春夏相连，雨热同期，灾害频繁。年平均气温3.9℃，年降雨量443mm，太阳辐射强，光照时间长，昼夜温差较大，无霜期短，干燥多风是本县气候的主要特征。
根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012），右玉气象采用如下参数：
年平均气温 3.9℃
冬季采暖室外计算温度 -20.8℃
采暖期室外平均温度 -6.9℃（≤5℃）
采暖期天数 182天（≤5℃）
采暖起止日期 10.14～4.13
极端最高气温 34.4℃
极端最低气温 -40.4℃
冬季空调室外计算相对湿度 61%
冬季室外大气压力 868.6hPa
夏季室外大气压力 860.7hPa
最大冻土深度 169cm
冬季室外平均风速 2.3m/s
冬季主导风向 C NW
年最多风向 C WNW
1.2.1 右玉县城供热负荷情况
2012年右玉县城需要供热的建筑面积为287.5万m2，其中具备集中供热面积89万m2，至2020年，集中供热面才能达到400万m2。根据《右玉县县城热电联产集中供热工程可行性研究报告（代项目建议书）》，本工程供热规模按照400万m2考虑，设计热负荷232MW，年耗热量230.5 万GJ/a。
二、项目背景
“三北”地区空冷发电机组空冷散热器冬季运行时防冻工作，一直是发电企业重点工作，也是检修作用作业人员的最为头痛的工作，因为经常需要在冬季零下30度气温人工铺设防冻苫布，天气寒冷，且空冷岛上风速高对工作人员身体影响较大，人员操作后出现感冒发烧等症状，且夜间高空作业存在较大的安全隐患。
近些年国家为了鼓励消耗再生能源的消耗，下发了“可再生能源调峰机组优先发电试行办法”，山西省省能源局也下发了“关于印发山西火电机组灵活性改造技术路线及验收规范的通知”鼓励和要求燃煤供热机组间参与电网深度调峰，机组调峰至30%以下，这对“三北”地区空冷发电机组空冷散热器冬季运行时防冻工作，又添难度。常规的人工夜间铺设苫布，白天拆除苫布的防冻措施很难满足后续机组深度调峰的要求。
三、空冷岛散热器冬季运行防冻技术试验研究
1、散热器隔离技术方案研究，京玉项目创新小组于2019年3月12日机组负荷100MW时，将2号机组的空冷岛散热器进汽阀从1-6号逐一步关闭后30分钟，测量蝶阀及阀前后1米的温度变化情况，以下为测量数据：
从以上数据得知，空冷岛散热器分配阀不能保证完全关门严密（此阀门为国产软密封式蝶阀），且有一列为无隔离阀门的启动列，如按照此方案还需增加一个阀门，其他蝶阀需进行更换，在目前的投厂8年的运行机组空冷岛上部55米高空6处，安装更换空冷蝶阀，作业安全风险高，且成本超过1000万元，所以研究决定不使用此技术路线。
2、空冷风机筒底部采取金属卷帘方案研究，在空冷岛风机底部增加框架，安装金属式卷帘门。2019年4月12日，在现场按照2：1的比例制作风机模型，在先在模型上部增加金属卷帘门，进行试验。金属电动卷帘重量2.5t，固定框架0.5t，关闭时间为15s，轨道运行良好，经与空冷岛设计单位联系，在每个空冷岛风机底部钢结构下，增加6t的设备是否可行，设计院回复风筒不能承受如此大的负荷，同时给出建议，在风筒上部可以增加0.5-1t负荷，所以技术路线研究失败。
3、电动折叠篷布技术方案研究，2019年8月20日，在2号机组265空冷风机风筒上，设置可折叠式电动盖篷布的方案试验，利用风机桥架和风机叶片中间450mm的间距和风机桥架将封堵分为三个区域，设置可折叠平推式电动篷布形式，示意图见附图1和2。
电动篷布封堵装置包括滚筒装置、导向装置和帆布装置，每三组封堵一个单元。滚筒装置包括滚筒支架、传动轴、短滚筒、减速机；导向装置包括涨紧轮、支架；帆布装置包括帆布、钢丝绳、卡扣、C型轨道。三大装置配合实现电动封堵装置快速开合及无缝隙封堵。由于此方案采用篷布具有薄、轻、结实的特点，轨道也使用轻型钢材，每套装置重量仅为0.5t，在空冷岛钢结构承受范围内，经现场电动关闭时间为50s左右，封闭情况良好，封闭情况见附图3。
2019年12月15日，空冷岛风筒处温度-25℃，2号机组负荷100MW时，关闭一列5台空冷岛风机风筒电动篷布装置，机组背压提高2KPa，为空冷岛防冻技术提供重大技术途径。
四、方案效果
2019年完成60台风机电动盖篷布技术使用，空冷岛电动封堵装置自投运以来，运行情况良好。极寒天气机组深度调峰低负荷工况下，空冷风机全部停运时，运行人员关闭一个空冷风机风筒帆布仅需1分钟，相比人工苫盖缩短半个小时；电动封堵装置关闭效果良好，关闭一列6台空冷机械通风装置，可提升机组背压2KPa，满足冬季极寒天气且机组深度调峰时空冷岛散热器防寒防冻的要求；既有效的提升了空冷设备的可靠性；同时又极大的减少了人工投入，且无安全风险，是正在适应目前“三北”地区空冷发电深度调峰机组空冷散热器冬季运行时防冻技术措施。