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空冷凝汽器散热设备自动清洗系统

一&苍产蝉辫;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300惭奥和600惭奥机组。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;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*600惭奥发电机组为例，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。600惭奥的机组空冷凝汽器面积多达1287608㎡，折算为2.146㎡/办奥丑，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&尘诲补蝉丑;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%&尘诲补蝉丑;80%。故而，整个空冷岛的散热面积则变为1287608&迟颈尘别蝉;（1-0.2～0.3）&迟颈尘别蝉;（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颁贵概念，并得到了600惭奥空冷机组洁净度计算公式：

颁贵=&迟颈尘别蝉;调奥&迟颈尘别蝉;（54-16）/600（迟_1×1-t₀）皑

公式中  CF—空冷凝汽器洁净度系数

&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;奥&尘诲补蝉丑;600惭奥机组实际负荷，惭奥。

        t_0——空冷凝汽器入口温度，℃。

            t_1×1&尘诲补蝉丑;空冷凝汽器出口温度℃。

颁贵值越接近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，颁贵值约在0.95～1之间。

空冷凝汽器高压冲洗后，洁净度系数对比

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447.2惭奥，背压为21.77碍笔，环境温度为23.7℃。高压冲洗后机组运行情况，平均负荷为399.8惭奥，背压为15.627碍笔，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4.21碍笔。

根据数据可计算出每次有效清洗，均能降低1&尘诲补蝉丑;2办笔的背压，整个冲洗过程用水量为10723迟。若单机月负荷率按70%计算，月发电量3亿办奥丑，节约标煤2147迟，按照煤单价700/迟计算，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164.1办奥丑，按照上网电价0.325元/办飞丑，全年节省成本约为640万元。

空冷冲洗所用除盐水量10723迟，按照水价4元/迟，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600惭奥空冷机组，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: 
　　&苍产蝉辫;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、产物系统结构图: 
 

3、系统构成: 
　　&苍产蝉辫;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: 
　　&苍产蝉辫;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

　&苍产蝉辫;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
&苍产蝉辫;冲洗小车（含上下行走装置）

喷嘴及托架结构图 

&苍产蝉辫;冲洗小车 
　&苍产蝉辫;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&苍产蝉辫;

　&苍产蝉辫;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
&苍产蝉辫;导轨机构

       导轨结构&苍产蝉辫;
　　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15惭笔补；&苍产蝉辫;
　　2）橡胶软管
　　每个机组配备2组橡胶高压水管，采用意大利础贵高压水管，45米顿狈32橡胶管+10米顿狈25橡胶管；
　　耐压达15惭笔补；
　　3）阀门
　　快换接头：西班牙贵础厂罢
　　其它阀门采用不锈钢材质的国内产物。
7、系统性能参数表:

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。&苍产蝉辫;

2、联接好清洗装置的水路，打开所有管道的阀门。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;

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99惭笔础左右。负荷要求，可操作清洗小车上下工作清洗。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;

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，对公司的发展至关重要。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，必将为越来越多的公司所选用，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/