京泰發(fā)電直接空冷噴霧沖洗降背壓改造研究

李立新+劉瑞明+王永峰

摘 要：本文通過對影響直接空冷凝汽器換熱性能因素及京泰發(fā)電實際問題的分析，找到了產(chǎn)生問題的根本原因，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備設(shè)計安裝缺陷，得出解決問題的可行性技術(shù)改造方案；并且在技術(shù)、經(jīng)濟及社會效益上全面論證其實施可行性。完成改造后，對技改效果作出了經(jīng)濟性評價。

關(guān)鍵詞：直接空冷；降背壓；沖洗機構(gòu)；經(jīng)濟性核算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.193

1 京泰發(fā)電直接空冷系統(tǒng)存在問題及原因分析

1.1 影響直接空冷機組背壓的主要因素分析

1.1.1 環(huán)境條件的影響

京泰電廠建立在較為空曠的開闊地，夏季的環(huán)境風向和風速也會對空冷效果產(chǎn)生較大的影響。直接空冷凝汽器同大氣進行熱交換，加熱了周圍的空氣。這些空氣受環(huán)境風影響再次被吸入作為冷卻介質(zhì)，使得干球溫度本來就高的冷卻空氣變得更高，引起換熱溫差的降低，進而造成短時間內(nèi)換熱能力不夠，機組背壓劇烈提升，甚至機組跳閘。

1.1.2 外部翅片積灰的影響

由于京泰發(fā)電公司地處黃土高原，春秋季風沙較大，夏季干旱少雨，塵土、柳絮等雜物覆蓋在空冷凝汽器散熱片表面較多，極大的降低了空冷凝汽器散熱片的換熱效率。

1.1.3 軸流風機對進口風溫和換熱單元下流場的影響

直接空冷系統(tǒng)由于采用空氣作為冷卻介質(zhì)，那么風機進口風溫控制就顯得異常關(guān)鍵。因為軸流風機的進口風溫幾乎等同與冷卻空氣的干球溫度，在炎熱的夏季隨著環(huán)境溫度的升高，進口風溫度也隨之升高，空氣和蒸汽的溫差下降，散熱量降低，使得冷卻效果降低，真空度降低，背壓升高，甚至超過了機組額定背壓，導致機組被迫降負荷，而夏季又恰好是用電高峰季節(jié)，大大影響機組負荷和企業(yè)的利潤。

1.2 現(xiàn)場試驗研究及原因分析

1.2.1 噴淋頭選型不合理

經(jīng)過實地試驗研究發(fā)現(xiàn)，空冷島下方落水問題之所以比較嚴重就是因為噴淋頭的選型出現(xiàn)了問題，現(xiàn)有的5.6L/min的噴淋頭，由于噴淋頭處于空冷島的下方距離地面較高距離，以現(xiàn)在噴淋頭的流量根本無法及時將除鹽水霧化成為合格粒徑的小液滴，那么這部分除鹽水就不能及時的汽化，隨后在自身重力的作用下，穿過軸流風機就落到了地面上，就引起了大面積落水的問題。因此，噴淋頭的選型不合理是引起大面積落水的原因之一。

1.2.2 水泵揚程低

按照《空冷廠家設(shè)計說明書》要求，噴淋泵與噴頭壓力相匹配才能使得霧化效果達到最好。因此必須讓噴頭達到額定的壓力才能有更好的霧化效果?，F(xiàn)有的兩臺噴淋泵由于管道較長，以及布置高度相對較高的原因并不能達到原先設(shè)計的壓力，因此大大降低了噴頭的霧化效果?，F(xiàn)有的1.7Mpa的兩臺離心泵已經(jīng)不能滿足噴頭的壓力需求，必須更換更高揚程的離心泵來提高霧化質(zhì)量。

1.2.3 噴頭布置位置偏低

對于一個空冷單元來說，影響該單元換熱的不僅僅是上面的兩個因素，換熱器下方空氣的流動速度和噴嘴的朝向，霧化后的除鹽水運動的朝向以及噴頭布置等因素都將影響換熱效果。特別是噴頭的布置形式和布置位置，是對換熱效果影響最大的部分。因為這兩點直接關(guān)系著霧化后的除鹽水對空氣的降溫程度和除鹽水小顆粒的散布范圍。

2 改造方案及改造后的經(jīng)濟性計算

2.1 改善新裝噴淋頭的布置

本廠通過霧化噴嘴的改型和噴淋泵的改型實現(xiàn)了霧化效果提高的目標，直接提高了噴霧冷卻的降溫效果。而對噴淋頭布置位置和型式的改造，則是為了提高蒸發(fā)冷卻的效果。

改造中首先將原有噴霧管路全部拆除，利用改造后的清洗系統(tǒng)主管路在1、2號機空清洗系統(tǒng)的母管上DN125的隔離閥后分別接到每列風機室內(nèi)，用DN65的高壓手動球閥進行隔斷，DN65管路進入第一個風機室內(nèi)變徑為DN50，進入第二個風機室內(nèi)管路為DN50，進入第三、四、五個風機室內(nèi)管路變更為DN40。每個風機室內(nèi)管路依次為DN50/DN50/DN40/DN40/DN40。并在每列支管的末端加裝一個排空放水閥，便于清洗系統(tǒng)雜物，避免堵塞噴頭。

2.2 更新?lián)Q熱器的沖洗裝置

針對舊沖洗系統(tǒng)的卡澀和升降驅(qū)動部分設(shè)計缺陷導致的操作繁瑣困難問題，本廠對舊的換熱器沖洗裝置在原設(shè)備位置進行了換新改造。拆除了原清洗爬梯，配置一套新的清洗爬梯、升降驅(qū)動、水平驅(qū)動裝置等。原水平驅(qū)動裝置為齒形帶拉動，導軌結(jié)構(gòu)為角鋼型式。此次將上部導軌都改為T型鋼的形式，和新的水平自驅(qū)動裝置相符合，同時保證上導軌表面平滑，整齊。水平驅(qū)動裝置能夠平穩(wěn)無卡澀運行。原有下導軌為∠7.5角鋼，繼續(xù)保留，但需要對其進行適當修改，以保證梯子在下導軌上運行平穩(wěn)。改造后的新設(shè)備，可實現(xiàn)左右、上下自動切換，并且采用滑輪形式的電纜，可自動沖洗，無需人員推車，人員只負責高壓軟管別卡澀，通過上述一系列的改造，最終實現(xiàn)24小時沖洗完成兩臺機組。

2.3 改造投入分析

改造費用主要有以下兩部分：一，改造所需設(shè)備的購置費用，共計2431532.07元。二，安裝工程費用450000元。合計2881532.07元。本次改造項目投資預估算：290萬，實際為288.15萬元，低于預估算的投資。另外，本次改造工期為二十天，利用的是春季線路檢修和計劃停機時間，未造成直接停電損失。因此，不將改造期間機組停機所造成影響計入本次經(jīng)濟性計算。

綜上所述，本次改造費用288.15萬元，而改造后一年可實現(xiàn)盈利216.87萬元，可在改造后1.3年內(nèi)完成資金回流。之后每年都可以為實現(xiàn)200多萬的盈利。

3 結(jié)束語

本次針對京泰電廠1、2號機組空冷噴淋降溫系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)的技術(shù)改造，設(shè)計合理，組織到位，施工規(guī)范，各專業(yè)質(zhì)量把關(guān)嚴密，高壓管道焊口工藝優(yōu)良，管路布置規(guī)范有序，達到了技術(shù)改造目的，產(chǎn)生了良好的企業(yè)效益、環(huán)境效益和社會效益。

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