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冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)污垢形成的原因及清洗效果

2023/4/12 10:44:39 字體:  瀏覽 156

冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)污垢形成的原因及清洗效果


通過對(duì)直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)凝汽器管束外部污垢的形成,以及由于污垢而造成直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)的傳熱效率降低的原因進(jìn)行分析,說明了直接空冷凝汽器管束清洗的必要性、重要性,并且詳細(xì)闡述了清洗水系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則等。

近幾年,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)電力的需求越來越大,促使電力工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期,尤其是火力發(fā)電廠的建設(shè)速度和規(guī)模更是空前的。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家政策,在富煤缺水地區(qū)建設(shè)空冷電站是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的必然選擇。研究空冷電站的特點(diǎn),推廣空冷技術(shù)已成為當(dāng)前電站建設(shè)的主要趨勢(shì)。

1電站冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)

電站冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)按換熱過程可分為直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)和間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)。間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)又可分為表凝式間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)和噴射式間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)。本文闡述的清洗水系統(tǒng)是針對(duì)直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)的。直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng),又稱空氣冷凝系統(tǒng),是將汽輪機(jī)排出的乏汽,由管道引入稱之為空冷凝汽器的鋼制散熱管束中,由環(huán)境空氣直接將其冷凝為等溫凝結(jié)水,減少了常規(guī)二次換熱所需要的中間冷卻介質(zhì),換熱溫差大,效果好。直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)主要由大直徑排汽管道系統(tǒng)、空冷凝汽器順流管束、空冷凝汽器逆流管束、空冷風(fēng)機(jī)組(風(fēng)機(jī)、電機(jī)、減速箱和變頻器)、抽真空系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)等組成。

中、小型汽輪發(fā)電機(jī)組可直接在汽機(jī)房屋頂上布置空冷凝汽器。大型汽輪發(fā)電機(jī)組的空冷凝汽器通常布置在汽輪機(jī)房A列柱外側(cè),與主廠房平行的縱向平臺(tái)上;其總長(zhǎng)度與主廠房長(zhǎng)度基本一致;其高度較汽機(jī)房高,低的有十幾m,高的甚至要到幾十m高。

2空冷凝汽器

目前世界上直接空冷電站采用的空冷凝汽器形式有以下3種形式。

2.1雙排管空冷凝汽器

基管(橢圓管)尺寸100mmX20mm,矩型翅片嵌套在基管上,材質(zhì)均為碳鋼,外表面熱浸鍍鋅。主要特點(diǎn)是管內(nèi)流通面積較大,兩排管翅片間距不同,一排翅片管的翅片間距為4mm,二排翅片管的翅片間距為2.5mm,翅片厚度0.35mm,熱負(fù)荷較均勻;翅片開有繞流孔,保證其換熱效率,管型材質(zhì)能承受較高的清洗水壓。

2.2三排管空冷凝汽器

基管(橢圓管)尺寸72mmX21mm,鋼片纏繞在基管上,材質(zhì)均為碳鋼,外表面熱浸鍍鋅。主要特點(diǎn)是由于翅片是纏繞在橢圓基管上,翅片效率較高,翅片間無空氣流動(dòng)干擾,換熱效率較高,空氣側(cè)阻力。灰慌懦崞艿某崞g距為4mm,二排翅片管的翅片間距為3mm,三排翅片管的翅片間距為3mm,翅片厚度0.35mm,管型材質(zhì)能承受較高的清洗水壓。

2.3單排管空冷凝汽器

基管(橢圓管)尺寸219mmX19mm,基管為碳鋼外包鋁層復(fù)合管,翅片為鋁翅片釬焊在基管上,無需熱浸鍍鋅。主要特點(diǎn)是采用大直徑的基管,管內(nèi)蒸汽通流面積增大,有利于汽液的分離和防凍,管內(nèi)和空氣側(cè)阻力較;翅片間距為2.3mm,翅片厚度為0.25—0.30mm,管型材質(zhì)能承受較低的清洗水壓。3種空冷凝汽器管型在世界上都有很多家電廠在使用,而且運(yùn)行地都很好。無論是哪種管型,各有優(yōu)缺點(diǎn),很難斷然區(qū)分其性能優(yōu)劣。

3空冷凝汽器外部污垢及成因

沙塵。華北、西北地區(qū)屬顯著的大陸性氣候,尤其是春、秋多風(fēng),又干旱少雨,加上整個(gè)地區(qū)植被覆蓋很少,一旦起風(fēng),必然是風(fēng)夾帶著沙塵形成“沙”天氣,甚至?xí)纬伞吧潮碧鞖。大氣中的塵埃和腐蝕性氣體共同形成的化合物附著在翅片管表面,吸收大氣中的水分或遇到雨、雪及雨、雪中的有害物質(zhì),會(huì)激活這些附著物,加劇對(duì)翅片管的腐蝕,對(duì)熱量的散發(fā)非常不利。春夏時(shí)節(jié),花草樹木復(fù)蘇、生長(zhǎng),各種昆蟲也開始滋生繁衍,經(jīng)自然風(fēng)的作用,以及空冷風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)作用,加上由于空冷凝汽器管束翅片管的翅片間距小2.3mm,2.5mm,3mm,4mm,翅片之間極易被花粉、昆蟲、樹葉、各種絮狀物填塞;尤其是絮狀物,鉤掛在翅片上,日積月累,吸附灰塵,形成致密的覆蓋物,很難清除。

4污垢產(chǎn)生的不利影響

空冷凝汽器管束的翅片管表面及翅片之間,由于污垢的存在,會(huì)腐蝕翅片管,縮短翅片管的使用壽命,影響整個(gè)機(jī)組的使用年限。由于翅片間污垢的存在,增加了空氣流過翅片管的阻力,降低了空冷凝汽器管束的空氣流量,勢(shì)必會(huì)增加風(fēng)機(jī)的功耗,提高廠用電率。翅片管表面和翅片之間的污垢和附著物還會(huì)加大翅片管的傳熱熱阻,降低翅片管的傳熱系數(shù),引起空冷凝汽器ACC性能的下降,造成汽機(jī)背壓升高,電廠總循環(huán)效率下降,導(dǎo)致發(fā)電量減少,運(yùn)行成本升高。

5消除污垢形成的措施

降低翅片管表面的粗糙度。熱鍍鋅翅片管的翅片在冷加工過程中會(huì)形成尖棱、尖角和毛刺;在熱浸鍍鋅過程中,翅片管表面會(huì)附著鋅灰、鋅渣,尖棱、尖角和毛刺處形成鋅滴,這些都是形成污垢的基礎(chǔ)。因此,應(yīng)采取措施,盡力消除上述有害因素,降低翅片管表面粗糙度,使其達(dá)到2/m以下,甚至更低的值。鋁翅片由于需要增大其換熱性能,翅片上壓有皺折,也是使其易于積垢的原因。

使用壓縮空氣系統(tǒng)清洗翅片管。該系統(tǒng)采用可移動(dòng)式空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣為介質(zhì),采用較長(zhǎng)的噴嘴,使其噴出的空氣流速達(dá)到100m/s以上,并保證空氣噴嘴垂直于翅片管管束。這種方法比較清沽、節(jié)省水,也易于操作,尤其對(duì)空冷凝汽器表面的浮塵作用明顯。但是,該系統(tǒng)耗能大,對(duì)頑固附著物、水溶性附著物等清除作用不大。

使用高壓水沖洗系統(tǒng)清洗翅片管。該系統(tǒng)采用可移動(dòng)式高壓水泵或固定式高壓水泵向清洗系統(tǒng)供水管系提供高壓水,壓力可達(dá)10MPa。這種方法的清洗設(shè)施較為復(fù)雜,也必須保證噴嘴對(duì)于散熱器的精確定位和保持垂直方向。但是,這種方法能清洗嚴(yán)重污染的散熱器和粘性沉積物,尤其適用于鍍鋅鋼翅片管束的清洗。

水和空氣的清洗方法都可用在連續(xù)運(yùn)行的空冷凝汽器上,清洗時(shí)不需停運(yùn)。

6清洗效果

直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置www.utnet.com.cn系統(tǒng)使用初期,空冷凝汽器管束的清潔未受到重視。在運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行正常、真空嚴(yán)密性正常的情況下,而系統(tǒng)的運(yùn)行背壓卻超出設(shè)計(jì)值,從而導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行煤耗升高,經(jīng)濟(jì)性下降。通過對(duì)直冷系統(tǒng)各系統(tǒng)的分析、檢查發(fā)現(xiàn),造成系統(tǒng)背壓升高的原因是直接空冷凝汽器管束的翅片間隙被污物堵塞,使得通過管束的風(fēng)量減少,通風(fēng)壓降增大,管束的散熱性能下降所致。

20世紀(jì)90年代,直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置www.utnet.com.cn系統(tǒng)中增加了清洗系統(tǒng),成為繼空冷凝汽器、排汽管道及凝結(jié)水管道系統(tǒng)、抽真空管道系統(tǒng)后,又一重要的、必不可少的系統(tǒng)。在空氣質(zhì)量好的地區(qū),通過對(duì)空冷凝汽器管束的清洗,可使流過管束的空氣通量增加約35%,這樣,使得機(jī)組運(yùn)行背壓下降約3.3kPa。而在空氣質(zhì)量差的地區(qū),空冷凝汽器管束由于被風(fēng)沙、灰塵等堵塞,某200MW機(jī)組的負(fù)荷曾被迫降至130MW,經(jīng)清洗后,才使帶負(fù)荷能力恢復(fù)正常。某600MW機(jī)組,曾因空冷凝汽器翅片臟污,導(dǎo)致?lián)Q熱能力下降,機(jī)組背壓超過設(shè)計(jì)值,通過清洗,使得機(jī)組運(yùn)行背壓降低約10kPa,熱耗率下降約300kJ/(kW-h),供電煤耗降低達(dá)10g/(kW-h)之多。

7清洗的時(shí)間

在多數(shù)情況下,空冷凝汽器每年至少應(yīng)徹底清洗1~2次,時(shí)間安排在炎熱的夏季來臨之前,這樣可確?绽淠鬟_(dá)到大的冷卻能力。

一般來說,空冷凝汽器在冬季運(yùn)行時(shí),有富裕的冷卻能力,因空冷凝汽器污染造成的冷卻能力下降,對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響不大。在我國(guó)直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)多建于北方地區(qū),而北方地區(qū)多風(fēng)沙、污染重,使得空冷凝汽器管束在較短時(shí)間內(nèi)就會(huì)沉積較多


污垢。通過近幾年的運(yùn)行實(shí)踐表明,空冷凝汽器的清洗應(yīng)根據(jù)電廠的實(shí)際情況采取不同的清洗時(shí)間間隔,如夏季每月需清洗1次,秋季只需清洗1次,春、冬季可不清洗。

8清洗系統(tǒng)

清洗系統(tǒng)由高壓清水泵、沖洗架、噴嘴盤、噴嘴盤驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)軌、低壓軟管及接頭、高壓不銹鋼管、高壓軟管及接頭、管道支吊架等組成。

高壓水泵的形式多采用高壓柱塞泵。

在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài),一般使用除鹽水進(jìn)行清洗;在機(jī)組停運(yùn)或空冷凝汽器管束表面溫度低于40C時(shí),可采用飲用水進(jìn)行清洗。根據(jù)清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,清洗耗水水量為8〜20t/h不等。清洗系統(tǒng)泵的水源接口,可布置在2臺(tái)機(jī)組之間的檢修大門附近?绽淠髅苛械膬蓚(cè)應(yīng)布置水源接口。

目前,清洗系統(tǒng)有半自動(dòng)清洗系統(tǒng)、手動(dòng)清洗系統(tǒng)、全自動(dòng)清洗系統(tǒng)3種形式。半自動(dòng)清洗系統(tǒng)是直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)較常用的清洗系統(tǒng)。清洗架上的噴嘴盤由電機(jī)驅(qū)動(dòng),可自動(dòng)上下移動(dòng);而整個(gè)清洗架的橫向移動(dòng)由人工操縱,便于檢査清洗質(zhì)量。手動(dòng)清洗系統(tǒng)在直接、間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)都有釆用,多用于間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置www.utnet.com.cn系統(tǒng)。直接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)中采用的手動(dòng)清洗系統(tǒng)噴嘴的供水由手動(dòng)控制閥門來完成,噴嘴沿空冷凝汽器管束長(zhǎng)度方向固定布置,不需上下移動(dòng),整個(gè)清洗架的移動(dòng)由人工操作,便于檢查清洗質(zhì)量。間接冷凝器自動(dòng)在線膠球清洗裝置系統(tǒng)中采用的手動(dòng)清洗系統(tǒng)噴嘴及噴嘴管沿散熱器管束高度方向設(shè)置,人工轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴管調(diào)整沖洗方向,并隨時(shí)檢查清洗質(zhì)量,整個(gè)清洗架的移動(dòng)也是由人工轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)來移動(dòng),或者,由人工手持水槍進(jìn)行清洗。全自動(dòng)清洗系統(tǒng)是目前用于直接空冷清洗系統(tǒng)的改進(jìn)形式,主要是整個(gè)清洗架的移動(dòng)由人工改為電機(jī)驅(qū)動(dòng),降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

9清洗時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

空冷凝汽器安裝平臺(tái)較高,平臺(tái)下布置有高廠變、啟備變、主變、封閉母線、高壓導(dǎo)線、配電箱等電氣設(shè)施。清洗時(shí),從管束沖洗下來的污水可能會(huì)落到上述電氣設(shè)施上面,從而引起污閃,造成停機(jī)。為避免此情況發(fā)生,應(yīng)采取以下措施。

a清洗到上述電氣設(shè)施上部時(shí),采用每列單側(cè)清洗方式,減少運(yùn)行噴嘴數(shù)量,從而減少水量。

b對(duì)電氣設(shè)施采取防護(hù)措施,避免污水直接落到設(shè)備上。

c電氣設(shè)備選型時(shí),應(yīng)選擇比當(dāng)?shù)匚鄯x等級(jí)高一個(gè)耐污等級(jí)的電氣設(shè)備。

d定期檢查電氣設(shè)備的絕緣,并及時(shí)清掃。

e提高電氣設(shè)備絕緣,可采用調(diào)爬、增爬、涂防污閃涂料等措施。

f電氣業(yè)要積極配合清洗人員,做好組織協(xié)調(diào),盡可能避免清洗時(shí)電氣事故的發(fā)生。

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