空冷系統(tǒng)尖峰冷卻管束除垢方法

李想，華利明，郝建軍

空冷系統(tǒng)尖峰冷卻管束除垢方法

李想1，華利明2，郝建軍3

（1. 吉林電力股份有限公司白城發(fā)電公司，吉林 白城 137000；2. 沈陽樂節(jié)科技有限公司，遼寧 沈陽 110159； 3. 沈陽理工大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110159）

針對尖峰冷卻器運(yùn)行過程中的結(jié)垢問題，提出了針對性的解決方法，清洗除垢效率達(dá)到90%以上，每年清洗一次，能極大提高尖峰冷卻裝置的使用和節(jié)能效果。

尖峰冷卻器；結(jié)垢；清洗；除垢

火力發(fā)電在我國電力工業(yè)中占有較大份額，一些大容量高參數(shù)的大型汽輪機(jī)組在消耗大量煤炭資源的同時(shí)，也消耗大量的水資源，為了降低水資源的消耗，特別是在嚴(yán)重缺水地區(qū)，國家發(fā)改委在2003年規(guī)定，在富煤缺水的“三北地區(qū)”，新增火力發(fā)電機(jī)組必須采用空冷技術(shù)[1]。由于火力發(fā)電空冷機(jī)組建在室外，環(huán)境因素影響較大，特別是在夏季，由于環(huán)境溫度高導(dǎo)致?lián)Q熱性能降低，運(yùn)行過程中出現(xiàn)高背壓、限負(fù)荷等運(yùn)行狀態(tài)[2]。這種情況會(huì)給電廠帶來經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行的安全性。為此多數(shù)的火力發(fā)電企業(yè)在空冷機(jī)組中都安裝有尖峰冷卻器，來解決機(jī)組在夏季高溫環(huán)境下出現(xiàn)的高背壓、限負(fù)荷問題。

1 問題分析

發(fā)電機(jī)組尖峰空冷器原設(shè)計(jì)采用循環(huán)水進(jìn)行噴淋冷卻，在使用過程中發(fā)現(xiàn)尖峰冷卻器長時(shí)間運(yùn)行后，會(huì)在尖峰冷卻器換熱管道外表面形成大量的垢，引起結(jié)垢的主要因素包括水的流速、噴淋水溫度、壓力、pH值等，其次還受換熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況影 響[3]。尖峰冷卻管束表面形成的垢主要成分為鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、鐵鎂鋁化合物[4]。尖峰冷卻器換熱管道表面結(jié)垢，嚴(yán)重降低尖峰冷卻器的傳熱效果，長時(shí)間還會(huì)形成垢下管道的腐蝕，這些都直接影響發(fā)電機(jī)組尖峰空冷器的正常運(yùn)行[5]。因此對尖峰冷卻器管束垢質(zhì)進(jìn)行清除是提高發(fā)電機(jī)組尖峰空冷器使用效率和使用壽命的有效方法。

2 解決方法

尖峰冷卻器管束垢質(zhì)外觀呈現(xiàn)灰白色，清洗方法主要有兩種：一種是物理方法清洗，另一種是化學(xué)清洗。其中物理清洗是采用高壓水槍的方法進(jìn)行清洗，該方法可以沖刷掉大部分垢質(zhì)，但管道局部會(huì)有殘留，須進(jìn)行二次處理；化學(xué)清洗方法相比較于物理清洗方法，尖峰冷卻器管束垢質(zhì)去除速度較慢，容易造成管道腐蝕。針對以上問題，筆者開發(fā)了一套化學(xué)噴淋清洗、壓力水清洗及機(jī)械輔助除垢相結(jié)合的清洗除垢方法，在吉林電力股份有限公司白城發(fā)電公司1#、2#空冷機(jī)組應(yīng)用取得了良好的效果。

2.1 化學(xué)噴淋清洗

該方法是一種循環(huán)化學(xué)清洗技術(shù)，在尖峰冷卻器底部設(shè)置清洗劑回收槽和清洗劑儲(chǔ)槽，利用循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)循環(huán)清洗，噴淋清洗、循環(huán)槽和儲(chǔ)回收槽見圖1、圖2、圖3所示。

在清洗過程中，使用沈陽樂節(jié)科技有限公司研發(fā)的LJ-200K型清洗劑，在清洗過程中，將化學(xué)清洗溶液均勻噴灑到所要清洗的管束表面上，借助清洗液的重力從上層管束流到下層管束，使清洗液與各層管束外壁上的銹、垢進(jìn)行充分的接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到清潔系統(tǒng)的要求。通過調(diào)整噴淋頭的位置，可以使清洗液噴到管路各個(gè)位置，保證尖峰冷卻各層管束表面清洗的潔凈度。

化學(xué)噴淋清洗使用自主研發(fā)的LJ-200K型清洗劑，該清洗劑主要由有機(jī)復(fù)合酸、清洗助劑、緩蝕劑、金屬離子螯合劑以及其他添加劑組成，該化學(xué)噴淋清洗具有溶垢能力強(qiáng)、滲透性強(qiáng)的特點(diǎn)，在有效去除管束外壁的垢質(zhì)同時(shí)可確保管束材料及鍍鋅層不被腐蝕。

圖1 移動(dòng)噴淋清洗裝置

圖2 循環(huán)儲(chǔ)槽裝置

圖3 回收槽裝置

2.2 機(jī)械輔助除垢

尖峰冷卻器管束在化學(xué)清洗劑清洗過程中，在管束外的結(jié)垢除了部分溶解外，會(huì)有較多的垢質(zhì)大塊剝落，卡在管束之間影響除垢的進(jìn)一步進(jìn)行，此時(shí)采用機(jī)械輔助除垢方式，使用專用機(jī)械除垢工具去除管束間的大塊垢質(zhì)，此措施可加速化學(xué)噴淋后剝離的垢質(zhì)快速下落，便于管束空隙通暢，提高除垢效率。

2.3 壓力水清洗

管束經(jīng)過化學(xué)清洗后，在管道上還殘留有部分污漬，此時(shí)選擇合適壓力的高壓水槍及特制專用噴嘴裝置，用高壓水槍順著尖峰冷卻器管束的 30°~45°傾角進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到?jīng)_刷掉頑固的水垢。使用高壓水槍時(shí)，嚴(yán)格遵守高壓水槍的安全操作規(guī)范，確保施工安全。進(jìn)過化學(xué)清洗、壓力水清洗后的管束見圖4、圖5所示。

圖4 管束清洗前外觀

圖5 管束清洗后外觀

3 解決效果

目前多數(shù)空冷火力發(fā)電企業(yè)都采用空冷島尖峰冷卻裝置，該裝置多年運(yùn)行后均存在結(jié)垢較多的問題，采用這種化學(xué)噴淋清洗、壓力水清洗及機(jī)械輔助除垢相結(jié)合的方式處理后，除垢率在90%以上，在夏季能夠有效降低背壓，減少燃煤使用。設(shè)備在清洗過程中不會(huì)發(fā)生腐蝕，且經(jīng)清洗劑清洗后的設(shè)備具有一定的防銹能力，清洗采用循環(huán)清洗的方式，清洗劑采用無污染材料，對環(huán)境無污染，清洗劑可以回收循環(huán)使用，清洗劑廢液經(jīng)過中和后符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。通過對尖峰冷卻裝置除垢探索，得出結(jié)論：尖峰冷卻裝置每年清洗除垢一次，能極大提高尖峰冷卻裝置的使用和節(jié)能效果。

［1］曾令剛.直接空冷機(jī)組排汽裝置內(nèi)置尖峰冷卻器探析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（19）：146．

［2］趙維忠.空冷凝汽系統(tǒng)尖峰冷卻裝置應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電網(wǎng)與清潔能源，2014，30（7）：6．

［3］王兵，李長俊，朱偉，等.結(jié)垢及除垢技術(shù)在管道中的應(yīng)用研究[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2008（1）：28．

［4］佘嬌容. 直流輸電換流閥外冷系統(tǒng)結(jié)垢機(jī)理及除垢方法研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2018．

［5］代中華.板式換熱器在供熱系統(tǒng)使用中的結(jié)垢處理[J].設(shè)備管理與維修，2020（13）：128-129．

Descale Method for Peak Cooling Tube Bundle of Air Cooling System

1,2,3

（1. Jilin Electric Power Co., Ltd., Baicheng Power Generation Company, Baicheng Jilin 137000, China; 2. Shenyang Lejie Technology Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110159, China；3. School of Environment and Chemical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang Liaoning 110159, China）

Aiming at the scaling problem during the operation of the peak cooler,a targeted solution was proposed. The cleaning and descaling efficiency reached more than 90% after using the solution. The cleaning once a year can greatly improve the use and energy-saving effect of the peak cooling device.

Spike cooler; Scaling; Cleaning; Descaling

2020-08-13

李想(1985-），男，遼寧省開源市人，工程師，2008年畢業(yè)于沈陽工程學(xué)院熱動(dòng)專業(yè)，研究方向：火力發(fā)電企業(yè)熱機(jī)技術(shù)。

TQ016.5+5

A

1004-0935（2021）01-0094-03