解析槽式光熱電站導(dǎo)熱油系統(tǒng)吹掃清洗

摘 要：隨著全球氣候變暖，節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)漸漸成為新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。其中新舊動(dòng)能的轉(zhuǎn)換也就成為新時(shí)代的目標(biāo)。其中以光熱電站為主導(dǎo)的新能源逐漸嶄露頭角，而槽式光熱電站以其成熟的技術(shù)而在全世界普遍推廣。

槽式光熱電站一般由槽式拋物面聚光器、熱載體蓄熱儲(chǔ)能裝置、蒸汽發(fā)電機(jī)等組成，其中作為熱載體蓄熱儲(chǔ)能裝置的核心系統(tǒng)——導(dǎo)熱油系統(tǒng)，具有工程量大、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)。為保證光熱電站的熱效率，導(dǎo)熱油系統(tǒng)的清潔度顯得尤為重要，而其吹掃清洗技術(shù)也成為目前主要研究的課題。

本文主要討論了PIG清洗、水沖洗、壓縮空氣吹掃在槽式光熱電站導(dǎo)熱油系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：槽式光熱電站；導(dǎo)熱油；PIG清洗；水沖洗；壓縮空氣吹掃

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0050-02

傳統(tǒng)意義的系統(tǒng)吹掃清洗主要由壓縮空氣、水為主要介質(zhì)，吹掃沖洗效果一般。槽式光熱電站導(dǎo)熱油系統(tǒng)因其介質(zhì)的特殊性對(duì)系統(tǒng)清潔度的要求十分高，而且系統(tǒng)工程量大、復(fù)雜，因此傳統(tǒng)意義的吹掃沖洗不能滿足其要求。新技術(shù)的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。

NOORⅡ1×200MW槽式光熱電站是迄今最大的槽式光熱機(jī)組，其導(dǎo)熱油系統(tǒng)吹掃沖洗創(chuàng)新地采用了PIG清洗、水沖洗、壓縮空氣吹掃聯(lián)合的方案，達(dá)到了非常好的效果。以下將分別詳細(xì)闡述各個(gè)方案的操作方法。

1 鏡場(chǎng)導(dǎo)熱油系統(tǒng)吹掃清洗

鏡場(chǎng)導(dǎo)熱油系統(tǒng)工程量大、走向簡(jiǎn)單，分為貫穿南北的大母管及分布于16個(gè)鏡場(chǎng)的東西母管以及由HCE集熱管、interconnecting管道、crossover管道組成。其管線特點(diǎn)：

南北母管管徑大（直徑28寸到44寸），管徑形式變化??；

東西母管管徑形式多樣（6寸到26寸不等），管徑??；

鏡場(chǎng)interconnectingcrossover管道分布廣、HCE管道材質(zhì)特殊，對(duì)介質(zhì)的要求高。

1.1 PIG清洗

1.1.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

Pig是由特殊聚氨酯材料制成的形如子彈的材料，收縮性強(qiáng)、強(qiáng)度高。其工作原理是把Pig放進(jìn)發(fā)射器后，發(fā)射介質(zhì)（壓縮空氣）在Pig前進(jìn)方向產(chǎn)生壓力差，形成前進(jìn)推力，使Pig沿管線前進(jìn)，在運(yùn)行過(guò)程中，Pig稍有變形。Pig本身或其附件在關(guān)內(nèi)不斷與管壁的積垢接觸，對(duì)積垢進(jìn)行擠壓、刮削、沖刷、振動(dòng)破碎，清除管道內(nèi)的結(jié)構(gòu)、沉積物和異物。與此同時(shí)，介質(zhì)在通過(guò)Pig與管內(nèi)壁說(shuō)形成的間隙時(shí)會(huì)形成高速環(huán)隙射流，在它的作用下，前面會(huì)形成類似真空的區(qū)域，有利于Pig的運(yùn)行，并對(duì)所刮削下來(lái)的垢渣進(jìn)行沖擊、攪拌，并及時(shí)排出管外，有效地防止了垢渣在管內(nèi)的堆積，避免了堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.1.2 技術(shù)特點(diǎn)

可進(jìn)行長(zhǎng)、短距離、大口徑、垢質(zhì)比較松軟的、難溶垢管線的清洗，清洗時(shí)間短，裝備簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)環(huán)境污染，高效、經(jīng)濟(jì)。

同時(shí)其清洗的管線需要具備以下條件：

（1）能承壓的金屬或非金屬壓力管道；

（2）管徑大于50mm的管線；

（3）管徑彎頭曲率半徑不小于管徑的1.5倍；

（4）管徑的最大變形量不大于管徑的20%；

（5）管線上的截?cái)嚅y應(yīng)為球閥或平板閘閥；

（6）管線上的管路附件的內(nèi)徑應(yīng)與管線內(nèi)徑相同；

（7）管輸介質(zhì)溫度不大于70℃。

1.2 氣水脈沖沖洗

1.2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

氣水脈沖沖洗利用空氣的可壓縮性，使高壓氣體以一定的頻率進(jìn)入管道內(nèi)，在管內(nèi)形成間斷的氣——水流，隨著空氣的壓縮和擴(kuò)張，使管內(nèi)的紊流加劇，水流的切應(yīng)力增大，使管壁的生長(zhǎng)環(huán)被切割下，并隨著高速水流排出。

1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

氣水脈沖沖洗屬于物理清洗，無(wú)化學(xué)污染、用水量小、易操作、自動(dòng)控制。

清洗管線具備的條件：

（1）管徑不易過(guò)大（直徑<700mm），考慮用水量；

（2）管線走向復(fù)雜，管徑變化大；

（3）易于排水（坡度變化簡(jiǎn)單）。

1.3 壓縮空氣吹掃及氮?dú)庵脫Q

1.3.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

將幾組由HCE集熱管、interconnecting管道、crossover管道組成的loops串聯(lián)，壓縮空氣經(jīng)過(guò)氣體分配管同時(shí)吹掃，直至出口無(wú)可見(jiàn)的雜質(zhì)吹出為止。

吹掃完成后，利用真空泵將管內(nèi)抽成真空狀態(tài)，再用增壓泵將氮?dú)夤迌?chǔ)存的氮?dú)庾⑷胗蒆CE集熱管、interconnecting管道、crossover管道組成的loops中，完成氣體置換。

1.3.2 技術(shù)特點(diǎn)

適用于分布范圍廣，統(tǒng)一構(gòu)架的系統(tǒng)。同時(shí)可以分組、分區(qū)、流水作業(yè)，極大的提高了吹掃效率。

根據(jù)以上方案的技術(shù)特點(diǎn)，南北母管適宜采用PIG清洗，東西母管適宜采用氣水脈沖清洗，由HCE集熱管、interconnecting管道、crossover管道組成的Loop適合采用壓縮空氣吹掃。

同時(shí)因東西母管與南北母管連通，可采用兩種方式結(jié)合，即PIG吹掃完成后，將吹掃后的管道作為氣水脈沖沖洗的的儲(chǔ)氣罐。工藝流程如下：

（1）PIG吹掃及清洗南北母管

①選擇一條管道（進(jìn)油或回油管道）儲(chǔ)氣升壓，檢查無(wú)泄漏，升壓至8bar；

②放置PIG，壓縮空氣緩慢推送PIG，期間時(shí)刻觀測(cè)儲(chǔ)氣管道內(nèi)壓力，在出口處放置接球網(wǎng)，反復(fù)清洗，直至目測(cè)管道入口出口3m內(nèi)壁光滑無(wú)銹，焊縫呈明顯金屬光澤，最后末端收到的PIG表面潔凈無(wú)銹漬；

③同樣的步驟清洗另一條管路；

④清洗合格后開(kāi)始用壓縮空氣干燥管道內(nèi)部，直至露點(diǎn)檢測(cè)在-8～-10℃之間。

（2）氣水脈沖沖洗東西母管

①將南北母管中的一條管路作為儲(chǔ)氣罐直到壓力達(dá)到設(shè)定值，緩慢打開(kāi)電磁閥，按照設(shè)定的速率注入壓縮空氣治理東西母管；

②同時(shí)水箱開(kāi)始按照計(jì)算好的速率向東西母管注水；

③壓縮空氣與水混合形成汽水脈沖開(kāi)始沖洗管道內(nèi)壁，反復(fù)幾次后，直到出口的水流變得清澈；

④沖洗完成后，停止注水，一直注入壓縮空氣，直到疏水點(diǎn)及出口露點(diǎn)達(dá)到-15～-20℃；

⑤同樣的步驟沖洗干燥另一條管路。

2 動(dòng)力島導(dǎo)熱油系統(tǒng)吹掃

動(dòng)力島導(dǎo)熱油系統(tǒng)主要由膨脹溢流區(qū)、主油泵區(qū)、防凍損耗區(qū)、SGS區(qū)以及熔鹽區(qū)幾大塊組成。由于該系統(tǒng)區(qū)域分散，管道走向復(fù)雜，不適宜采用PIG清洗以及氣水脈沖沖洗，故而采用壓縮空氣吹掃。

技術(shù)簡(jiǎn)介：

采用大型空壓機(jī)或利用大型容器蓄氣，進(jìn)行間斷性吹掃，吹掃過(guò)程中，當(dāng)目測(cè)排氣無(wú)煙塵時(shí)，應(yīng)在排氣口設(shè)置貼白布或涂白漆的木制靶板檢驗(yàn)，5min內(nèi)靶板上無(wú)鐵屑、塵土、水分及其他雜物。

技術(shù)特點(diǎn)：

適用于管道走向復(fù)雜、分布不集中且相互串聯(lián)的系統(tǒng)。

2.1 吹 掃

不同于傳統(tǒng)意義的壓縮空氣吹掃，本次采用的以溢流油箱作為儲(chǔ)氣罐（氣體容積大，氣流大），逐一開(kāi)啟各個(gè)區(qū)域的關(guān)斷門，逐一區(qū)域進(jìn)行吹掃原理類似于PIG清洗。直到吹出的氣體目測(cè)不再渾濁，在出口貼白布，繼續(xù)吹掃，5min內(nèi)白布上無(wú)鐵屑、塵土、水分及其他雜物。

2.2 干 燥

壓縮空氣繼續(xù)吹掃，直到出口及疏水點(diǎn)露點(diǎn)值在-15～-20℃之間。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上管道吹掃沖洗技術(shù)在槽式光熱電站導(dǎo)熱油系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，為在今后光熱電站機(jī)組管道的沖洗吹掃的應(yīng)用和推廣打下了基礎(chǔ)。隨著光熱電站技術(shù)的不斷創(chuàng)新，管道的沖洗吹掃技術(shù)也會(huì)相應(yīng)的改良。從而進(jìn)一步為光熱電站機(jī)組做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-4-24

作者簡(jiǎn)介：王明濤（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事電力建設(shè)等相關(guān)工作。