間接空冷塔散熱器片清洗裝置改造

摘 要：本文針對陽城電廠二期#7機(jī)組600MW間接空冷機(jī)組散熱器片的清洗裝置進(jìn)行分析，參照原清洗裝置和技改后的清洗裝置進(jìn)行對比，從設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、操作、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合闡述。經(jīng)過實(shí)際清洗，效果比較明顯，有效的提高了間接空冷塔的換熱效率，降低了機(jī)組的發(fā)電煤耗。

關(guān)鍵詞：間接空冷塔；清洗裝置；散熱器片；換熱效率

前言

陽城電廠二期工程采用表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)，本工程采用海勒式第五代福哥型散熱器第5代 FORGO 型間接空冷系統(tǒng)，空冷散熱器采用全鋁制六排管冷卻三角，垂直布置在空冷塔的周圍。空冷散熱器長期在自然環(huán)境中運(yùn)行，空氣中的灰塵、大風(fēng)天氣的揚(yáng)塵、春季時(shí)的柳絮都逐漸地吸附在空冷散熱器上，使空冷散熱器表面被灰垢包圍，散熱器的空氣間隙被柳絮堵塞，從而影響循環(huán)冷卻水與空氣的換熱效果。

1 目前間接空冷塔清洗系統(tǒng)存在問題

目前空冷機(jī)組系統(tǒng)換熱性能差成為夏季限負(fù)荷的主要原因，散熱器清洗問題，成為影響電廠運(yùn)行維護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？绽渖崞鞅砻媲逑床患皶r(shí)，臟污嚴(yán)重，使機(jī)組在中高溫運(yùn)行時(shí)背壓嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)范圍，對機(jī)組整體經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。試驗(yàn)表明采用合理的散熱器清洗方法，可以使機(jī)組的背壓下降3-10kPa，很好地解決了間接空冷機(jī)組過夏限負(fù)荷問題。

空冷散熱器贓污一方面增加了換熱熱阻，同時(shí)也減小了翅片間的流通面積，導(dǎo)致空冷散熱器的整體換熱性能下降，進(jìn)而影響的機(jī)組的運(yùn)行背壓，并限制了機(jī)組的出力能力，其影響程度隨機(jī)組負(fù)荷的增加和環(huán)境溫度的升高顯著增大。

目前大唐陽城電廠采用的清洗方式為手動(dòng)外部清洗，清洗時(shí)間在每年5月、9月各一次，雖可控制散熱器臟污程度的進(jìn)一步惡化，但不能完全保證清洗效果，主要存在以下問題：

1.1 清洗時(shí)過程不是等距離清洗。

1.2 清洗距離遠(yuǎn)，清洗噴嘴距散熱器的距離平均約2米以上。

1.3 清洗壓力低，清洗水泵出口壓力為1.2MPa，無法穿過散熱器。

1.4 迎風(fēng)面?zhèn)鹊那逑葱Ч?，清洗時(shí)會(huì)將吸附在散熱器表面上的柳絮沖至散熱器內(nèi)部，堵塞散熱器的空氣間隙。

1.5 清洗方式為人工清洗，清洗時(shí)間長，每次清洗需半個(gè)月時(shí)間。

1.6 清洗需用人員多，每次清洗至少需8人，清洗工作量較大。

1.7 清洗水泵流量為50T/h，每次清洗需除鹽水約6000噸，水量多，費(fèi)用高。

2 間接空冷塔內(nèi)部清洗裝置改造設(shè)計(jì)理念

為有效清除附著在空冷散熱器表面及翅片間的污物，提高機(jī)組安全性與經(jīng)濟(jì)性，針對目前空冷清洗存在的問題，決定對該清洗裝置進(jìn)行技術(shù)改造，通過調(diào)研將現(xiàn)有的外部水清洗系統(tǒng)改造為內(nèi)部半自動(dòng)水清洗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)等距離、近距離清洗。

間接空冷散熱器內(nèi)部水清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是“內(nèi)部布置、高壓清洗、水流穿透、電動(dòng)操控”。內(nèi)部布置是指清洗系統(tǒng)布置在空冷塔內(nèi)部，可以有效清除附著在散熱器外部的柳絮；高壓清洗、水流穿透是指利用壓力高，流量小的高壓水穿過散熱器翅片，將附著于翅片之間的污垢清除干凈；電動(dòng)操控是指在清洗過程中，機(jī)架的圓周移動(dòng)、噴水架的縱向移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)全部由執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，無需手動(dòng)推移。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制單一，系統(tǒng)的可靠性較高：

空冷散熱器內(nèi)部逆風(fēng)側(cè)自動(dòng)清洗的方式，該方式有以下優(yōu)點(diǎn)：

2.1 實(shí)現(xiàn)等距離清洗，清洗時(shí)噴嘴與散熱器的距離相同。

2.2 實(shí)現(xiàn)近距離清洗，清洗時(shí)噴嘴與散熱器保持200mm的距離。

2.3 選取壓力高的清洗水泵，計(jì)劃為5-8MPa，需在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)后確定。

2.4 逆風(fēng)面?zhèn)鹊那逑葱Ч?，可以將散熱器迎風(fēng)面的柳絮清洗干凈。

2.5 清洗過程實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化清洗，每次清洗需8天左右。

2.6 清洗人員少，每次清洗需用3人。

2.7 清洗水量少，準(zhǔn)備選用流量為20T/h的清洗水泵，每次清洗需除鹽水1500噸，節(jié)約水資源。

3 間接空冷塔內(nèi)部新清洗裝置的設(shè)計(jì)要求

該空冷散熱器清洗裝置為全自動(dòng)清洗系統(tǒng)，由水泵、帶噴嘴的清洗小車、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)軌、換位裝置、管道和閥門、控制系統(tǒng)等組成。清洗小車在冷卻三角內(nèi)上下移動(dòng)，當(dāng)清洗完一個(gè)冷卻三角后，清洗小車可通過換位裝置在冷卻三角間進(jìn)行自動(dòng)換位，換位裝置避開回水管道的布置，清洗系統(tǒng)在機(jī)組運(yùn)行和停運(yùn)時(shí)均可以清洗。從水泵出口到各扇區(qū)的地面環(huán)形總管道采用不銹鋼管，清洗環(huán)管在每個(gè)扇區(qū)中間布置一個(gè)清洗水閥門和快速接頭，形成高壓水接口，通過高壓軟管與清洗小車相連以方便清洗。

清洗裝置的配套電機(jī)及電氣設(shè)備能滿足空冷塔內(nèi)高氣溫環(huán)境條件（70℃），所有管道系統(tǒng)及管件滿足管系內(nèi)的壓力要求，清洗固定支架有足夠的剛度，不會(huì)在清洗或移動(dòng)過程中產(chǎn)生任何變形，該內(nèi)部清洗裝置具備如下功能：

3.1 使用的噴嘴具有最適用于翅片管幾何形狀的設(shè)計(jì)并保持噴角恒定，以保證最佳的清洗效果。

3.2 清洗裝置的上導(dǎo)軌安裝在散熱器環(huán)形回水管道的管架下，起承重、驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)向作用，下導(dǎo)軌安裝在散熱器下部支腿上，起導(dǎo)向作用。

3.3 噴嘴須為雙排管開發(fā)的專用噴嘴，噴嘴的流量滿足清洗水量的要求。

3.4 清洗小車能上下自動(dòng)移動(dòng)，清洗一個(gè)冷卻三角所需要時(shí)間為10-20分鐘。

3.5 清洗小車的支架為高強(qiáng)度鋁鎂合金，采用一套清洗支架，在支架上安裝1套噴嘴，該噴嘴噴出的高壓水能夠?qū)θ靠绽涔苁鴧^(qū)域進(jìn)行清洗。

3.6 清洗裝置在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮散熱器頂部支撐的影響，盡可能將散熱器頂部支撐以上的部分清洗到。

3.7 因高壓清洗水泵流量小，在清洗架對散熱器片清洗時(shí)，需分前、后兩段分別進(jìn)行清洗，在三角清洗架上行過程中清洗前部散熱器，在三角清洗架下行過程中清洗后部散熱器。

3.8 為保證清洗主機(jī)架在清洗過程中的穩(wěn)定性，需在散熱器中間位置采取必要的支撐結(jié)構(gòu)（如電磁鐵或固定支撐點(diǎn)等措施）。

3.9 清洗裝置設(shè)1個(gè)便攜式程控柜，便攜式程控柜可就地取電，高壓水泵自帶控制柜。實(shí)現(xiàn)冷卻三角清洗裝置的半自動(dòng)化行

4 間接空冷塔內(nèi)部新清洗裝置改造后的經(jīng)濟(jì)性比較

#7機(jī)空冷塔內(nèi)部清洗裝置于2012年3月24日改造完成，#8機(jī)空冷塔還未進(jìn)行改造，參考#7空冷塔以往的運(yùn)行數(shù)據(jù)和現(xiàn)有#8空冷塔的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。為了能避免風(fēng)速對各散熱器的影響，#7、#8機(jī)數(shù)據(jù)都是篩選為風(fēng)速較小時(shí)的參數(shù)，從數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)相鄰兩扇區(qū)在相同參數(shù)的情況下，#7機(jī)空冷塔已清洗的扇區(qū)回水溫度比未清洗的扇區(qū)回水溫度可降低平均約1.81℃，而#8機(jī)空冷塔冷卻三角清洗裝置未技改，已清洗的扇區(qū)回水溫度比未清洗的扇區(qū)回水溫度可降低平均約0.89℃，通過數(shù)據(jù)對比可明顯的發(fā)現(xiàn)技改后循環(huán)水溫度可降低約0.92℃，按照標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)水每降低1℃可降低煤耗約0.7g/kwh（根據(jù)《中國大唐集團(tuán)公司火電機(jī)組能耗指標(biāo)分析指導(dǎo)意見》中小指標(biāo)對機(jī)組效率影響量參考表，600MW亞臨界空冷機(jī)組取得），機(jī)組按年利用小時(shí)5500h計(jì)算，單臺600MW機(jī)組年節(jié)省標(biāo)煤約2125噸，而且技改后的裝置改為全自動(dòng)控制，進(jìn)一步節(jié)省了除鹽水、勞動(dòng)力的投入，同時(shí)也提高了設(shè)備的安全性、可靠性。

5 結(jié)語

海勒式第五代福哥型散熱器間接空冷塔在正常運(yùn)行中，做好散熱器片的清洗工作能夠極大的提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，但首先應(yīng)該在散熱器片清洗裝置的選型上慎重，好的清洗裝置在操作性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面都有明顯效果。建議新建的大型間接空冷機(jī)組在散熱器片清洗裝置的設(shè)計(jì)上應(yīng)重視，尤其是在清洗壓力、清洗的自動(dòng)化程度、清洗的覆蓋面積等方面加以重視，避免出現(xiàn)散熱器片污堵結(jié)垢嚴(yán)重而影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]大唐陽城電廠.二期工程2×600MW空冷機(jī)組間接空冷HELLER系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì).機(jī)械部分.

[2]大唐陽城電廠.#7空冷塔清洗裝置改造技術(shù)方案.

作者簡介：王劭剛（1985-），男，山西晉城人，助理工程師，2003年07月畢業(yè)于山西大學(xué)工程學(xué)院動(dòng)力系，現(xiàn)在山西大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備管理部工作。