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空冷凝汽器散热设备自动清洗系统

空冷凝汽器散热设备自动清洗系统,我公司自主研发的冷岛自动冲洗系统、在原冲洗系统的基础上进行优化改造,采取更加可靠的机械传动技术,增强系统运动机构驱动能力,并结合现代控制技术,实现对散热器自动清洗,提高冲洗效率和效果,增强散热器的热交换效果,提高发电机组效率、降低煤耗。

  • 产品型号:
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2022-07-20
  • 访  问  量:2494
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详细介绍

空冷凝汽器散热设备自动清洗系统

一 空冷凝汽器散热设备自动清洗系统概述

随着电力工业的迅速发展,大容量高参数汽轮发电机组不断增加,这不仅需要消耗大量的一次能源,同时也消耗大量的水资源,而水资源紧张是目前*面临的一大难题,对于我国尤其如此。

由于空冷机组比湿冷机组可节省水资源约65%左右,因此,我国在第10个五年计划期间,明确提出大力发展空冷机组尤其是300MW和600MW机组。
    但是经过实际运行,空冷机组慢慢的显示出一些不足和问题,其中一点就是由于空冷岛长时间在露天中运行,空气中的细沙灰尘等杂物沉积在散热片上,空冷岛散热片表面出现的积灰、积垢、杂物,一方面会减少空气通道的面积,另一方面也加大了散热器的传热热阻,大大降低了散热器的热交换能力,造成凝汽器真空增加,机组效率降低,并且散热片上的污垢还会造成金属的垢下腐蚀,缩短散热器的使用寿命。因此,空冷岛散热器结垢后必须及时清洗。

二 空冷设备清洗的经济性分析

以2*600MW发电机组为例,暂且定义其机组编号为#1#2,假设其从投产以来,从未进行过*的内外侧高压冲洗。而空冷翅片、管束是机组排气和冷源空气进行热交换的主要设备,气传热性能直接影响到机组的热经济性。600MW的机组空冷凝汽器面积多达1287608,折算为2.146/kWh,若翅片上出现灰度高或者部分换热管束被赃物所覆盖,则换热率会更低。

以多个空冷塔、空冷岛现场勘察得出,约有20—30%左右的管束被积灰或赃物覆盖,不能够有效地通过冷却风,从而影响了热交换律。其热交换系数大打折扣,经仪器探测数据反应,约为原来的75%—80%。故而,整个空冷岛的散热面积则变为1287608×(1-0.2~0.3)×(0.75~0.8)=824069。翅化比约为81.5(原本为96.1),空气冷凝器化热比率受影响,则会影响汽轮机排气压力背压逐渐增加,每增加1 KPa背压,影响耗煤为1.5~2g/kWh,所以进行合理的高压冲洗,是十分必要的。一般冲洗时间建议在5—10月是适合时间,一般冲洗方案都会遵循先内后外,先上后下的原则。

经过对空冷换热原理的推演和对大规模运行数据的回归分析,提出了空冷凝汽器洁净度系数CF概念,并得到了600MW空冷机组洁净度计算公式:

CF=×{W×(54-16)/600(t1×1-t0)}

公式中  CF—空冷凝汽器洁净度系数

        W—600MW机组实际负荷,MW。

        t0——空冷凝汽器入口温度,℃。

            t1×1—空冷凝汽器出口温度℃。

CF值越接近1,则说明空冷凝汽器运行状态越接近设计工况,空冷凝汽器投产初期,CF值约在0.95~1之间。

空冷凝汽器高压冲洗后,洁净度系数对比

项目

#1机组

#2机组

外侧冲洗次数

内侧冲洗次数

冲洗前CF

0.74

0.75

3

1

冲洗后CF

0.91

0.93

4

2

这表明机组正常运行时,空冷凝汽器的洁净系数要保持在0.8以上,当空冷凝汽器洁净度低于0.8时,就应该安排进行冲洗,一次合格的冲洗,洁净度系数应该提高0.1以上。

下图为空冷凝汽器冲洗前后,机组运行背压对比情况。

冲洗前背压情况

冲洗后背压情况

空冷岛未进行冲洗前高压水机组情况447.2MW,背压为21.77KP,环境温度为23.7℃。高压冲洗后机组运行情况,平均负荷为399.8MW,背压为15.627KP,环境温度为23.8℃。环境温度不变的情况下,冲洗前后被压降低了4.21KP。

根据数据可计算出每次有效清洗,均能降低1—2kP的背压,整个冲洗过程用水量为10723t。若单机月负荷率按70%计算,月发电量3亿kWh,节约标煤2147t,按照煤单价700/t计算,则节约燃料成本322.36万元/月,空冷轴风机每月减少耗电量为164.1kWh,按照上网电价0.325元/kwh,全年节省成本约为640万元。

空冷冲洗所用除盐水量10723t,按照水价4元/t,则用水费用约在4.3万,其他费用按照103.6万计算(设备折旧、电费、人工),而综合得出,全年节约4316.82万元。

清洗建议:

(1)空冷设备清洗尽量利用停机期间,避免带带负荷热态清洗,减少灰尘冷热结垢而产生二次污染,影响清洗后的热交换能力。

(2)每一次*冲洗,内外冲洗次数在5-6次即可,过多的冲洗容易降低空冷设备使用寿命。

  • 冲洗用水尽量使用除盐水,提高清晰效果的同时,也有利于冲洗设备的维护。

三  目前的解决方案及其缺点:

目前火力发电厂空冷岛散热器冲洗工作主要依赖人工完成,冲洗效率低下、效果较差。主要存在以下几点缺点:

1、对于一台600MW空冷机组,翅片管总散热面积约为170万,由于空冷设备的空冷凝汽器面积非常大,并且都在高空,所以人工清洗的时候,需要长期高空作业,这样情况下不但难以完成设备的*清洗,浪费了大量的水资源,而且还会加大工作人员的人身危险性。

2、人工清洗很难做到均匀清洗,特别是在长期工作的情况下,容易造成局部重复清洗和局部漏洗的情况,可控性低。

3、采用高压清水进行清洗,很难去除空冷设备上的尘垢,致使清晰不*,影响热交换。

4、空冷岛的作用决定了空冷岛上部温度较高,一般在60-70℃以上,加上风机的运行,人员很难在空冷岛上长时间作业,一般十几分钟就会汗流浃背,硬性作业则易发生人身安全事故,导则工作效率低下,施工风险增大。
四、解决方案

由以上论述可以看出,空冷设备的确是为火力发电站,提供了节能环保的优势,但也带来了相应的问题。而空冷设备清洗也的确可以节约能源和成本,但也存在着相应的难度,那么究竟该如何解决空冷设备的清洗问题呢?

为解决该问题,我公司成功研制了空冷岛自动冲洗系统,该系统在原冲洗系统的基础上进行优化改造,采取更加可靠的机械传动技术,增强系统运动机构驱动能力,并结合现代控制技术,实现对散热器自动清洗,提高冲洗效率和效果,增强散热器的热交换效果,提高发电机组效率、降低煤耗。

1、系统特点: 
   冲洗实现自动化,*缓解了工作人员高强度的工作情况;
   上导轨平行加装齿轮齿条驱动系统,运行平稳,驱动力大,能轻松拖动冲洗水管,*避免冲洗滑梯卡死现象,*避免皮带老化疲劳受损带来的频繁断裂情况;
   一个机组支持同时四面冲洗,极大地提高了冲洗效率;
   上下12个莱克勒特制喷嘴,冲洗*,一次冲洗宽度高达70CM;
   *性解决方案,系统后期运行维护成本极低;
   结构设计合理,避免了其它冲洗方案的各种困难;
   系统健壮,配置各种检测传感器,有软件纠错能力,避免意外造成系统损坏;

2、产品系统结构图: 
 

3、系统构成: 
   高压水泵装置及其电机
   管路系统
   冲洗滑梯(含水平驱动机构)
   冲洗小车(含上下行走装置)
   上下导轨及齿条机构
   控制系统

4、系统功能: 
   实现每一面散热器全自动冲洗
   冲洗喷头在滑梯上完成一个冲洗循环后,滑梯自动往前行进70CM;
   两种滑梯行走控制方式:自动控制/手动控制
   滑梯行进到通道两端时系统自动切断电源结束本次冲洗
   当发生堵转时系统报警并停止驱动
   实现操作人员远程监控交互式操作
   两台机组冲洗系统可互为备用,支持同时4面冲洗

5、系统参数: 
   工作空气温度:-20℃~+80℃ 海拔高度:≦4000米 相对湿度:≦95% 户外设备防护等级:IP55,防锈,防腐蚀 工作电压:AC180V~AC250V,50Hz 输入功率:单通道小于1Kw 额定工作压力:6~12Mpa(无级可调) 额定流量:133~316 L/min可调 冲洗介质:除盐水 单面冲洗速度:8米/小时

6、部件介绍:
 高压冲洗水泵

  技术参数:
   水泵形式: 多级离心泵
   水泵流量: 30吨/小时
   水泵扬程: 6MPa
   电机功率: 110KW
   电机转速: 2950rpm
 冲洗滑梯(含齿轮齿条水平驱动机构)


冲洗平台全图

 齿轮齿条水平驱动机构 
  技术参数
   冲洗滑梯水平行走驱动
   过载检测报警及保护
   行程限位检测报警及保护
   滑梯卡住及变形过大检测报警及保护
 冲洗小车(含上下行走装置)

 

喷嘴及托架结构图 

 

 冲洗小车 
  技术参数
   喷嘴组件上下行走驱动;
   12个德国莱克勒喷嘴进行扇形喷射冲洗;
   行程限位检测及切换行走方向;
   过载检测报警保护。

便携式程控箱 


  技术参数
   冲洗滑梯左右行走逻辑控制及功率输出;
   喷嘴组件及托架上下行走逻辑控制及功率输出;
   上下行走、左右行走速度和方向设置;
   冲洗水泵启停控制;
   人机交互界面实现;
   系统运行状态显示
 导轨机构

 

 


       导轨结构 
  齿条只是水平行走机构的驱动导轨,不参与冲洗滑梯的承重;
  齿条与滑梯上导轨平行布置。
管道及阀门
  1)不锈钢管道
  包括水泵入口管道,水泵出口管道及上水母管、横向母管、各分管组成,管道的材质一律为不锈钢,耐压达15MPa; 
  2)橡胶软管
  每个机组配备2组橡胶高压水管,采用意大利AF高压水管,45米DN32橡胶管+10米DN25橡胶管;
  耐压达15MPa;
  3)阀门
  快换接头:西班牙FAST
  其它阀门采用不锈钢材质的国内产品。
7、系统性能参数表:

序号

名称

单位

     

1

制造厂

 

北京鸿鸥成运仪器设备有限责任公司

2

设备型号

 

BRJZ-ZD2000

3

KKS-代码

 

XXX发电有限责任公司

4

喷嘴型号

 

2507

5

喷嘴厂家

 

德国莱克勒

6

喷嘴出口压力

Bar

5MPa

7

单喷嘴流量

m3/h

0.68

8

水泵型号

 

D325-50

9

水泵形式

 

多级

10

水泵厂家

 

国内*

11

效率

 

90%

12

冲洗水泵流量

m3/h

30

13

冲洗水泵压力

Bar

60

14

冲洗水泵功率

kw

110

15

转速

 

2950

16

重量

 

2.5T(含电机、基座)

17

便携式控制箱PLC厂家

 

西门子/智源电气

18

水平移动装置形式

 

电机齿轮齿条驱动

19

水平移动装置功率

Kw

250W

20

水平移动速度

m/s

0~0.1

21

垂直移动装置形式

 

齿轮齿形皮带

22

垂直移动装置功率

Kw

250W

23

垂直移动速度

m/s

0~0.1

24

单侧冲洗时间

h

10

25

每年需冲洗次数

 

6次

26

配套电动机

 

(Y280S-4)

27

功率

 

110KW

28

轴功率

 

85KW

29

电压

 

380v

30

效率

 

92%

31

转速

 

2950RPM

32

重量

 

562KG

五、清洗效果

就目前已使用的项目来看,空冷岛散热片冲洗完成后,表面洁净无杂物,基本露出金属光泽,目视散热片通透,且散热片结合部位接缝严密,无腐蚀现象,散热片已基本达到清洗质量要求,清洗效果明显好于单纯高压水清洗,机组运行都很正常。

六、注意事项:

1、清洗前做好与主控室的通讯联络工作。 

2、联接好清洗装置的水路,打开所有管道的阀门。 

3、联接好清洗控制的电气连线,检查插座箱到控制箱的电源线与水泵调速的电缆无异常,并合起插座箱上的漏电保护器。 

4、检查控制箱内的电源空开应合上,按动(启动)按钮,按动清洗架按钮盒,操作清洗小车上行、下行应正常。 

5、启动调速水泵,缓慢调整水压电位器,观察压力表,调整压力至99MPA左右。负荷要求,可操作清洗小车上下工作清洗。 

6、清洗工作结束后,将调速水泵水压电位器归零,停运调速水泵,清洗小车在下限位,才可关闭电源,退出工作。 

7、环境温度较高,各值长注意安排人员调配工作,做好值际人员高温消暑工作。 

8、冲洗完毕,将控制电缆线、高压水管按规定要求盘好,以方便下次使用。

七、结束语
    随着水资源的越来越紧张,空冷发电机组也会越来越多,空冷岛清洗市场相应的也会越来越大,选择一种合适的空冷岛清洗方式,对企业的发展至关重要。本文所述的空冷岛散热片高压水射流清洗的方法,无论清洗质量、清洗成本,还是施工安全,都是非常理想的,必将为越来越多的企业所选用,从而为空冷发电机组的发展做出积极贡献。

关键词:/空冷设备清洗系统/空冷岛温度场在线监测系统/

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