間接空冷機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)清洗措施

高運(yùn)，陳云峰，劉磊，袁龍

間接空冷機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)清洗措施

高運(yùn)，陳云峰，劉磊，袁龍

（華電重工股份有限公司，北京 100160）

間接空冷塔在電廠冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，但對(duì)機(jī)組投運(yùn)前循環(huán)水管道水箱系統(tǒng)的清洗還沒有相應(yīng)的規(guī)范。結(jié)合工程實(shí)踐，以660MW機(jī)組間接空冷機(jī)組為例，對(duì)間接空冷系統(tǒng)循環(huán)水管道和水箱的清洗措施進(jìn)行了論述，可為間接空冷系統(tǒng)工程循環(huán)水系統(tǒng)的施工和調(diào)試提供借鑒。

間接空冷機(jī)組；表面式凝汽器；循環(huán)水管道；清洗

0 引言

相比于帶有混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)，帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)具有對(duì)水質(zhì)要求不高、系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、控制可靠的特點(diǎn)。間接空冷循環(huán)水系統(tǒng)主要包括循環(huán)水管道、地下儲(chǔ)水箱、高位膨脹水箱、循環(huán)水泵、凝汽器、空冷散熱器（冷卻三角）、閥門和其他設(shè)備等。

在帶有表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)中，循環(huán)水運(yùn)行在一個(gè)封閉的體系里，也不需要進(jìn)行排污處理，理論上不存在水的損耗。循環(huán)水系統(tǒng)投運(yùn)一段時(shí)間之后，碳鋼管道表面會(huì)產(chǎn)生氧化層，氧化物會(huì)隨循環(huán)水布滿碳鋼管道、凝汽器不銹鋼換熱管和鋁制散熱器換熱管的內(nèi)表面。氧化層阻止了碳鋼管道的進(jìn)一步腐蝕，并阻止了不同金屬之間的雙金屬腐蝕。由于電解質(zhì)含量過高會(huì)加速金屬腐蝕，因此要求循環(huán)水的電導(dǎo)率低于40mS／cm（實(shí)際上這是一個(gè)相當(dāng)寬泛的要求，因?yàn)殚g接空冷系統(tǒng)循環(huán)水一般均采用除鹽水，電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于該值）。此外，循環(huán)水中不允許有游離氯的存在。循環(huán)水的pH值應(yīng)介于7.0～8.5之間，過高的酸性和堿性都會(huì)加速金屬的氧化腐蝕。循環(huán)水中較大的懸浮物也需要去除，以防止堵塞空冷器換熱管。

目前，對(duì)間接空冷系統(tǒng)的清洗還沒有相關(guān)的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，筆者希望通過本文的描述，為間接空冷循環(huán)水管道系統(tǒng)的清洗提供借鑒。

1 循環(huán)水系統(tǒng)清洗的目的

（1）保證循環(huán)水系統(tǒng)的清潔，清除間接空冷系統(tǒng)內(nèi)的焊渣、砂石等可能磨損鋁制散熱器管束或損害循環(huán)水泵的雜物，避免在調(diào)試和運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，延長(zhǎng)空冷散熱器管束的使用壽命。

（2）清除間接空冷系統(tǒng)內(nèi)的浮銹、塵土、油污等可能附著在冷卻三角管束內(nèi)壁的物質(zhì)，保證冷卻三角的散熱效率。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參與系統(tǒng)清洗的主要設(shè)備

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

對(duì)于采用表面式凝汽器的2×660MW間接空冷機(jī)組，間接空冷系統(tǒng)冷卻設(shè)備為帶垂直布置的空冷散熱器的自然通風(fēng)冷卻塔，空冷塔采用一機(jī)一塔布置方式。間接空冷系統(tǒng)采用單元制，每臺(tái)機(jī)組配3臺(tái)循環(huán)水泵（雙速泵）。

2.2 管道設(shè)計(jì)

在施工圖設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)清洗措施設(shè)計(jì)必要的管段和部件，包括管束臨時(shí)堵板、臨時(shí)清洗回路、臨時(shí)濾網(wǎng)、人孔門及排水井等。

2.2.1 人孔門和排水井

單臺(tái)660MW機(jī)組主循環(huán)水管道一般采用一根DN 3000～3400mm的熱水管道入塔和一根冷水管道出塔，塔內(nèi)所有主循環(huán)水管道上應(yīng)設(shè)置人孔門，人孔門附近管道底部應(yīng)設(shè)置排水井；排水井與地下儲(chǔ)水箱之間通過手動(dòng)放水閥相連，可以將埋地管道中的水通過地下水箱及充水泵排出系統(tǒng)外；系統(tǒng)排水之后，大塊雜物沉積在井里，可以人工進(jìn)行清除；在扇區(qū)進(jìn)水和出水電動(dòng)蝶閥附近管道也應(yīng)設(shè)置人孔門，保證人員可以通過人孔門進(jìn)入大直徑管道清掃和檢修。

2.2.2 臨時(shí)堵板和清洗回路

冷卻三角進(jìn)、出水口通過膨脹節(jié)與扇區(qū)分水環(huán)管相連；應(yīng)設(shè)計(jì)臨時(shí)堵板，在管道清洗之前將臨時(shí)堵板安裝在膨脹節(jié)下方，將管道與冷卻三角隔離開，以防止臟污進(jìn)入散熱管束；由于管道清洗時(shí)散熱管束不進(jìn)水，整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)不能形成回路，因此還需要設(shè)計(jì)臨時(shí)清洗回路，通過臨時(shí)回路將扇區(qū)冷、熱水環(huán)管連接起來。

2.2.3 臨時(shí)濾網(wǎng)

為了防止大塊雜物損害循環(huán)水泵，還應(yīng)在塔內(nèi)主循環(huán)水管道上設(shè)計(jì)臨時(shí)濾網(wǎng)。臨時(shí)濾網(wǎng)可采用角鋼和圓鋼現(xiàn)場(chǎng)焊制，孔距約100mm；濾網(wǎng)應(yīng)安裝牢固，可以承受水和大塊雜物的沖擊；臨時(shí)濾網(wǎng)的設(shè)置位置應(yīng)考慮水流方向，且應(yīng)設(shè)置在人孔門附近。

2.3 參與清洗的主要設(shè)備

參與清洗的主要控制設(shè)備包括循環(huán)水泵、充水泵、地下水箱補(bǔ)水電動(dòng)閥、充水泵出口電動(dòng)閥（包括充水電動(dòng)閥和排水電動(dòng)閥）、旁路電動(dòng)蝶閥、扇區(qū)進(jìn)出口電動(dòng)蝶閥及扇區(qū)排水電動(dòng)蝶閥等。

3 循環(huán)水系統(tǒng)清洗步驟

3.1 第1階段：清洗前的清掃

在進(jìn)行水清洗之前，應(yīng)派人員對(duì)所有可通行的管段（直徑≥1m）、水箱進(jìn)行人工或機(jī)械清掃。對(duì)于直徑＜1m的管道，也應(yīng)采取措施，盡可能清掃干凈。

管道清洗之前應(yīng)確保安裝期間管道和水箱里面和表面的殘留物、固體顆粒等已完全被去除。管道內(nèi)壁附著的較薄的鐵銹層不需要去除。

3.2 第2階段：第1次清洗

3.2.1 清洗需具備的基本條件

（1）環(huán)境溫度＞5℃。

（2）循環(huán)水泵、充水泵及系統(tǒng)中所有電動(dòng)閥門就緒，水箱液位計(jì)安裝就位。

（3）確定水源，補(bǔ)水通過地下水箱旁的電動(dòng)補(bǔ)水閥和補(bǔ)水管道進(jìn)入地下水箱。通過補(bǔ)水閥向地下水箱充水時(shí)，應(yīng)密切觀察水箱液位，不允許超過最高液位，液位過高時(shí)應(yīng)立刻關(guān)閉電動(dòng)補(bǔ)水閥。第1次清洗可采用工業(yè)水，每臺(tái)機(jī)組清洗1次的耗水量大約為7000m3（含循環(huán)水系統(tǒng)全部管道和凝汽器，不含管束）。

（4）確定系統(tǒng)清洗后的污水排放點(diǎn)并連接臨時(shí)管道。

（5）扇區(qū)環(huán)管采用臨時(shí)清洗回路連接。

（6）所有冷卻三角進(jìn)、出水口在膨脹節(jié)下側(cè)用臨時(shí)堵板封堵。

（7）塔內(nèi)循環(huán)水管道上安裝臨時(shí)濾網(wǎng)。

3.2.2 第1次清洗步序

（1）打開全塔4個(gè)旁路閥，關(guān)閉全部扇區(qū)進(jìn)、出口水閥，關(guān)閉扇區(qū)排水閥。

（2）關(guān)閉充水泵出口排水電動(dòng)閥及充水電動(dòng)閥。確定地下水箱有一定液位，啟動(dòng)充水泵，打開充水電動(dòng)閥開始向系統(tǒng)充水。充水過程中應(yīng)確保地下水箱液位不低于最低液位，以保證充水泵安全。如果地下水箱液位低于最低液位，應(yīng)立刻停止充水泵，待地下水箱補(bǔ)入一定液位的水量后，才允許重新啟動(dòng)充水泵。系統(tǒng)管道充滿水時(shí)間由制水能力和補(bǔ)水能力決定，這個(gè)過程一般需要幾天時(shí)間。

（3）當(dāng)膨脹水箱液位達(dá)到正常液位時(shí)，可以認(rèn)為系統(tǒng)已經(jīng)注滿水。

（4）啟動(dòng)循環(huán)水泵。循環(huán)水泵推薦采用2臺(tái)或3臺(tái)泵的運(yùn)行模式，不推薦采用單臺(tái)泵高速運(yùn)行方式，單臺(tái)循環(huán)水泵高速運(yùn)行時(shí)會(huì)有過載風(fēng)險(xiǎn)。

（5）系統(tǒng)通過旁路運(yùn)行超過4 h后，可以允許帶扇區(qū)管道運(yùn)行。扇區(qū)管道充水過程為：?jiǎn)?dòng)充水泵，將膨脹水箱充至充水液位附近，關(guān)閉充水泵，緩慢打開一個(gè)扇區(qū)的進(jìn)、出口電動(dòng)閥。充水完成后應(yīng)保證膨脹水箱液位不低于正常液位，否則應(yīng)及時(shí)開啟充水泵或補(bǔ)水泵向膨脹水箱補(bǔ)水，保證地下水箱有足夠水量。重復(fù)扇區(qū)充水過程，可以依次將全塔所有扇區(qū)管道全部充滿水。充水過程中應(yīng)密切注意膨脹水箱液位，確保膨脹水箱液位不低于正常液位。如果液位持續(xù)下降，說明系統(tǒng)管道存在漏點(diǎn)。

（6）當(dāng)全部扇區(qū)管道進(jìn)水后，允許關(guān)閉旁路閥，保證有更多水進(jìn)入扇區(qū)管道。

（7）待扇區(qū)管道運(yùn)行超過4 h后，可以進(jìn)行停機(jī)排水。停機(jī)過程為：循環(huán)水泵停機(jī)，打開扇區(qū)排水閥，此時(shí)扇區(qū)管道中的水會(huì)自流至地下水箱；啟動(dòng)充水泵，打開充水泵出口排水電動(dòng)閥。

（8）打開地下水箱手動(dòng)放水閥（每塔2個(gè)），系統(tǒng)管道內(nèi)的水會(huì)自流至地下水箱。注意觀察地下水箱液位上漲情況，如果液位上漲過快，應(yīng)及時(shí)減小手動(dòng)閥開度，嚴(yán)防地下水箱超液位溢水。持續(xù)充水泵排水過程和系統(tǒng)管道放水過程，直至地下水箱液位大約在0mm之上，系統(tǒng)管道放水過程結(jié)束。

（9）打開人孔門，派人員對(duì)所有可通行的管段（直徑≥1m）、水箱、排水井進(jìn)行人工清掃。

（10）清掃工作結(jié)束后，拆除臨時(shí)濾網(wǎng)，拆除管束下堵板，拆除扇區(qū)環(huán)管上的清洗回路，重新封閉所有人孔門。拆卸法蘭時(shí)若發(fā)現(xiàn)法蘭墊片有損壞，應(yīng)更換新的墊片。

塔外循環(huán)水泵房附近和廠區(qū)管道的放水操作需聯(lián)系相關(guān)人員進(jìn)行；利用管道低點(diǎn)和臨時(shí)泵將管系全部的水排出系統(tǒng)，并進(jìn)行清洗后的清掃工作。

3.3 第3階段：第2次清洗

第2次清洗為帶管束的清洗過程，采用除鹽水，清洗步序與第1次清洗程序相同。每臺(tái)機(jī)組總耗水量約7800m3。

4 其他需要注意的問題

（1）不建議在冬季進(jìn)行系統(tǒng)清洗。如果由于項(xiàng)目進(jìn)度要求清洗必須在冬季進(jìn)行，則必須考慮防凍措施。必要時(shí)，需要在閥門附近進(jìn)行伴熱保溫，以防止閥門附近發(fā)生凍結(jié)，損傷閥門密封。在這種條件下，不允許進(jìn)行帶管束的清洗，在無熱源條件下管束一旦進(jìn)水，會(huì)導(dǎo)致凍傷事故的發(fā)生。

（2）通常在清洗階段，控制系統(tǒng)尚未就緒，因此要采取相應(yīng)的系統(tǒng)保護(hù)措施。例如：需要嚴(yán)密觀察地下水箱液位和膨脹水箱液位。當(dāng)?shù)叵滤湟何贿^低時(shí)，如果啟動(dòng)充水泵或補(bǔ)水泵，會(huì)導(dǎo)致泵帶空氣運(yùn)行而發(fā)生振動(dòng)，甚至損壞；當(dāng)?shù)叵滤湟何贿^高時(shí)，一旦發(fā)生溢水，溢出的水可能會(huì)進(jìn)入閥井，損害電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；當(dāng)膨脹水箱液位過低時(shí)，可能導(dǎo)致管束不能滿水，如果空氣進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，會(huì)造成管系振動(dòng)，甚至損壞循環(huán)水泵。

（3）進(jìn)行帶扇區(qū)管道清洗時(shí)，旁路閥的開啟數(shù)量應(yīng)與扇區(qū)投入的數(shù)量相匹配。

（4）本文主要闡述的是帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)的清洗過程，但實(shí)際上帶混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)的清洗過程也是類似的，只是需要清洗的次數(shù)更多，每次清洗后需要檢測(cè)水質(zhì)，直至水質(zhì)達(dá)到凝結(jié)水品質(zhì)。

（本文責(zé)編：劉芳）

TK 264.1

：B

：1674-1951（2015）03-0047-02

高運(yùn)（1970—），女，北京人，工程師，從事電站空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的工作（E-mail：gaoyun＠chec.com.cn）。

2014-06-27；

2014-11-20

陳云峰（1980—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，工程師，從事電站空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的工作（E-mail：chenyf＠chec.com. cn）。