一、项目背

国华呼贝电厂地域多年平均风速3.1m/s，常年盛行南风。电厂年平均温度为-1.0℃，最冷月平均温度为-26.2℃，极端最低温度为-43.6℃，属于极寒地区

冬季环境温度-30℃以下启机时，部分空冷单元要人工到风机护网盖苫布，原空冷风机护网设计是3mm的钢丝，长时间的腐蚀，很多已经开焊断裂，人站到上面存在人身伤害的风险, 并且为了防寒防冻，保机组安全运行，自投产以来机组在冬季始终处于高背压运行状态，不能发挥空冷机组的优势

空冷机组在冬季低温环境下运行，其冷凝能力受环境风力的影响较大，特别是在冬季低负荷运行状态下，环境风力变化对空冷器运行产生很大的影响，从而影响机组平稳运行，制约机组经济运行和安全运行。我厂每年冬天机组都退2-3列运行，随着运行时间的增加，空冷蝶阀严密性越来越差，存在泄漏的可能，可能造成管束及联箱冻裂，后果不堪设想

2013年成功实施了供热改造：供热的成功改造给空冷岛防寒防冻的研究带来新的课题，供热面积的增加，致使空冷岛进汽量逐渐减少，空冷岛的防寒防冻的隐患越发明显，给运行人员调节带来很大的压力。（2018年供热面积达到880万平方米的供热面积，后续按照每年增加100万平方米）的供热面积，预计2021年将达到额定供热面积1200万平方米

二、主要研究内

研究一种挡风装置，直接空冷机组冬季运行时，通过降低背压达到节能的效果，又能保证空冷岛冬季安全稳定运行的目的；采取自动和手动两种控制模式，实现解决人工铺盖苫布和冬季减少退列运行，达到空冷风机全部停运的目的，降低厂用电率；又可以避免随着机组运行，空冷蝶阀不严带来的隐患

三、技术路线、机理及方案实

（一）技术路

技术路线：可行性分析—现场实测—提出多种方案—组织讨论—选择合理的方案—材料选购—现场安装—评价效果

（二）研究方法及机

与空冷厂家进行技术交流，分析加装空冷挡风装置的可行性及能达到的效果，结合我厂的现场实际情况及存在的问题，2016年委托厂家做样机试验，检测并验证效果，达到了比较理想的效果

空冷冬季防大风影响装置的设置必须是有效阻挡空气流过换热管束，这个原理决定了挡风装置必须设置在冷却风流动通道上，主要结构布置方式有以下三种

根据试验结果，选择在风机出口设挡风装置

（三）技术方案及说

空冷岛底部为基本正方形结构，风扇口直径约为9800mm，防冻装置长约为：11350mm，宽约为：3765mm和1600mm。装置安装后，封堵面积约占风扇口面积的约100%。见图1

图

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封堵装置在长边两侧及走台下部分别设置两条槽钢型轨道，轨道之间设置钢性防腐横梁，横梁之间由特殊订制的有机加厚布连接，此有机加厚布防腐、防冻、耐磨、耐腐蚀。见图2

两侧封堵装置之间，通道平台下方封堵的一侧设置动力牵引装置，启动后可带动三组封堵装置同步运行，进行封堵或通风作业，封堵面积在0-95%之间可调。见图3

图

横梁和布停靠在装置的两端，当启动封堵按钮时，电机通过传动轴、滚筒、钢丝绳，带动停靠在装置两端的第一根横梁和布向中间运动，合拢后通过限位开关实现停止

当启动打开按钮时，电机通过传动轴、滚筒、钢丝绳，带动装置两端第一根横梁和布向两边运动，横梁和布退回到装置两端，通过限位开关实现停止。合拢和打开以每台空冷风机为单位

#1机组56个空冷单元加装了此次研究的风扇口挡风防冻装置，在空冷器冬季低温运行时，在环境风速较高时，减小通风面积，达到大风来临时，由于通风量急剧变化造成运行背压的变化及可能引起的换热单元结冻现象

解决了人工铺盖苫布的安全问题和不需要采用切除工作列的方式，而是通过关闭挡风装置，减少（可调节）挡风截面，调节低温环境下换热翅片的通风量，有效降低单位换热面积的换热量，达到平衡空冷负荷的目的

四、创新亮

根据空冷岛挡风装置研究使用，成功解决了北方空冷机组的冻害问题，实现了电动挡风降低人工铺盖苫布的安全隐患，通过应用科技成果后有效降低了厂用电

按能够抵御20米/秒环境风速增加挡风装置；能够自动操作；装置关闭时漏风面积不大于10%。实现冬季不退列运行，达到防寒防冻的目的

这种挡风装置，直接空冷机组冬季运行时，通过降低背压达到节能的效果，又能保证空冷岛冬季安全稳定运行的目的；又可以避免随着机组运行，空冷蝶阀不严带来的隐患。在北方寒冷地域有极大的推广意义

五、实施应用前后效果（益）情况对比、可推广应用范

目前国家北部地区空冷机组较多，在寒冷的冬季环境温度较低情况有发生冰冻的危险, 尤其是在设备启动过程中、负荷较低时及系统中聚集不可凝气体的地方容易发生冰冻。空冷岛系统结冰，会使管束和凝结水管变形，严重时会将散热管束冻裂，造成相关的设备停运。采用单元内布置挡风装置，在冬季低温环境下（-20℃以下），不需要采用切除工作列的方式，而是通过关闭挡风装置，减少（可调节）挡风截面，调节低温环境下换热翅片的通风量，有效降低单位换热面积的换热量，达到平衡空冷负荷的目的。根据冬季环境温度变化，可以通过改变单元通风面积，达到空冷低背压运行、不冻结；解决大风来临时，由于通风量急剧变化造成运行背压的变化及可能引起的换热单元结冻现象

改造后的效果：在风机入风口或筒出风口加装挡风装置，实现冬季不退列运行，即增大散热面积，可以减小空冷风机的投运数量及频率，降低厂用电率。项目实施后所带来的经济效益如下

采用单元内布置挡风装置，在冬季低温环境下（-20℃以下），不需要采用切除工作列的方式，而是通过关闭挡风装置，减少（可调节）挡风截面，调节低温环境下换热翅片的通风量，有效降低单位换热面积的换热量，达到平衡空冷负荷的目的。假设原系统冬季切除3列，5列运行，运行频率在15～30Hz，通过调节挡风装置，无需切除列运行，调节单元降至2列，调节运行频率可以降至15～20Hz，甚至可以全部停止风机运行

减少空冷蝶阀检修的备件费用。

以停止3列运行为例，每年冬季运行按照120天计算节约费用：8.38万元。

在冬季切除列运行的状态下，被切除运行的列单元内处于隔离（不工作）状态，当有蒸汽从隔离阀处泄漏进去后，将被凝结成冰，滞留在管道内，造成安全隐患；当有空气泄漏进去后，将加快系统的腐蚀（氧化锈蚀），增加维修成本。反之，空冷单元始终处于工作状态时，由于逆流单元始终处于不凝性气体收集状态，并通过排气装置排出，设备处于最安全的状态，间接的降低了设备维护成本

以前主要采取切除列运行和人工铺盖苫布来解决，安装挡风装置后机组冬季运行不需要切除列运行降低了厂用电，也降低了人工铺盖苫布的安全隐患，本项目改造投资小，改造周期短，效果非常好，易于实施且见效快，北方具有在电力行业推广的前景