電廠冷卻水處理技術（電廠冷卻水基礎知識）

2023-04-12 13:28:21 1

火力發電廠需要冷卻的設備很多，主要包括低壓缸排出的乏汽凝汽器、汽輪機設備潤滑油系統、各種轉動機械軸瓦、發電機定子和轉子設備等等。不同的設備對冷卻水的水質也有著不同的要求，對於一些不允許結垢的換熱元件必須採用高品質的除鹽水，例如發電機定子和轉子冷卻用水。

電廠閉冷水系統：

閉冷水系統：

閉冷水水質為除鹽水，可有效避免設備在熱交換過程中在設備本身發生結垢現象，降低了對被冷卻設備的損傷。

閉冷水冷卻的鍋爐設備通常包括：空預器軸承冷卻、送風機潤滑油冷卻、火檢風機冷卻、一次風機軸承冷卻、等離子燃燒器冷卻、暖風器疏水泵冷卻、密封風機軸承冷卻等。

閉冷水冷卻的汽機設備通常包括：發電機定子冷卻器冷卻、發電機轉子冷卻器冷卻、給水泵及其前置泵密封冷卻、汽水取樣冷卻、抗燃油冷卻、凝結水泵推力軸承冷卻、空壓機設備冷卻等等。

閉冷水系統施工：

閉冷水系統的主要設備包括閉冷水泵、閉冷水膨脹水箱、閉冷水冷卻器、過濾濾網及管道等。

閉冷水系統在電廠中調試最早的系統，該系統是機組帶電後第一個需要調試的系統，因此項目在組織施工中必須優先考慮，安裝工作考慮在廠用帶電時完成。全部管道宜採用酸洗或噴砂處理，建議優先採用酸洗處理，安裝過程所有焊口進行氬弧打底。

正確連接設備接口。閉式循環冷卻水熱交換器處的閉式循環側的運行壓力大於開式循環水側的運行壓力，因此熱交換器接口時不得接反。重要設備的冷卻水回水管裝有用於觀察冷卻水流動的視流孔。

閉冷水系統內部清潔直接影響轉動機械的運行安全，因此內部必須保持管道內部的清潔，閉冷水系統上的所有放水、放氣、加藥、取樣等接口必須在正式安裝前完成開孔焊接完成，開孔時需採用開孔器進行開孔，所有的開孔鐵銷必須清理乾淨，防止進入轉動機械軸瓦或堵塞冷卻水管路而造成設備超溫損壞設備。

通常情況下閉冷水系統的壓力高於各冷卻系統的壓力，也就是說允許閉冷水洩漏到被冷卻的設備，但不允許被冷卻設備的介質漏到閉冷水系統。

閉冷水系統衝洗：

由於閉冷水採用除鹽水，而且冷卻的均屬於火電廠重要的附屬機械和設備，因此閉冷水系統的安裝過程中的內部清潔度和安裝結束後的系統衝洗顯得尤其重要。通常情況下閉冷水衝洗有三種：

閉式衝洗。屬於節水型衝洗，但是衝洗時間長。

開式衝洗。整個衝洗過程需要耗費大量的水，但是衝洗時間短。

開閉結合衝洗。先開式衝洗，然後採用邊補水邊排水方式進行衝洗，最後全部放掉系統內的水。既節約用水又能滿足工期要求。

進行閉冷水系統衝洗時必須在各個設備的接口最近處進行短接。

閉冷水系統的水壓試驗可利用衝洗臨時管道同步進行。

電廠開冷水系統：

開式冷卻水系統：

溼冷機組的開始循環冷卻水取自循環冷卻水系統，空冷機組的開式循環水冷卻水取自機力通風塔系統。

開式循環冷卻水冷卻的設備電動給水泵電機空氣冷卻器、發電機空氣（氫氣冷卻器）、電動給水泵工作油和潤滑油冷卻器、閉冷水冷卻器冷卻水、磨煤機潤滑油站冷卻器、真空泵冷卻器、定排冷卻水、除灰除渣冷卻水等等。

開式冷卻水系統施工：

開式冷卻水系統包括自清洗過濾器、開式冷卻水泵、機力通風風機、攔汙柵及其管道等。

開式冷卻水系統在電廠中調試比較早的系統之一，該系統也是機組帶電後首先需要調試的系統，因此項目在組織施工中同樣需要優先考慮，安裝工作考慮在閉冷水調試結束後完成。全部管道內部宜進行清理，以內部無鏽斑、氧化物和其他雜物為準，安裝過程所有焊口進行氬弧打底或雙面焊接。

正確連接設備接口。開式循環冷卻水重要設備的冷卻水回水管裝有用於觀察冷卻水流動的視流孔。

開式循環冷卻水系統上的所有放水、放氣等接口宜在正式安裝前完成開孔焊接，使用火焰開孔時需清理管道內部的氧化鐵等遺留物。

開式循環冷卻水系統衝洗：

開式循環冷卻水系統衝洗沒有像閉冷水系統要求高，如果是溼冷機組，可以隨著循環水泵試運轉時進行開式循環冷卻水系統衝洗。如果是空冷機組，則可以在機力通風塔水池灌水後在進行輔機循環水泵試運轉時進行衝洗。兩種衝洗方法均需要完成水泵前的濾網安裝工作。

開式冷卻水系統水壓試驗可隨循環水管道一起進行，如果採用機力通風塔時，廠房外地埋管道需在回填土之前完成水壓試驗。廠房內管道可在衝洗前進行水壓試驗。

電廠定子和轉子冷卻水系統：

發電機定子和轉子冷卻水系統：

發電機定子和轉子冷卻水是火電廠中對冷卻水水質要求最高的設備，通常情況下，定轉子冷卻水的PH值為7-9，水硬度<10 μg/L，其中定子冷卻水電導率（相當於25℃）≤1.5μS/cm，轉子冷卻水電導率（相當於25℃）≤5μS/cm。發電機定子和轉子冷卻水水質均為除鹽水或凝結水，其系統所用管道均為不鏽鋼管道。

發電機定子和轉子冷卻水設備一般由發電機廠家成套組件供貨，現場安裝部分只有不鏽鋼管道部分。

發電機定子和轉子冷卻水系統需要在機組衝轉前完成定子和轉子冷卻水系統的衝洗，通常情況下發電機定子和轉子冷卻水系統衝洗時間大約需要20天，這就要求發電機定子和轉子冷卻水系統必須在機組點火吹管前完成安裝工作。

發電機定子和轉子冷卻水不鏽鋼管道安裝時必須確保內部清潔，管道組對時建議不留對口間隙，這樣做主要是確保焊接時管道內部不產生新的焊瘤或其他雜物，可以有效提高管道內部清潔度，採用法蘭連接的焊口，其法蘭內口採用氬弧焊接方式進行，冷卻水管所接出的壓力和溫度測點等開孔必須在組合時完成開孔，並清理開孔處的毛刺。

發電機定子和轉子冷卻水系統衝洗：

發電機定子和轉子冷卻水衝洗同樣分為體外循環和體內循環兩個階段。第一階段主要是衝洗安裝的冷卻水管道和設備組件（冷卻水管短接），第二階段主要是在第一階段衝洗合格後衝洗髮電機定子線圈和轉子。

發電機定子冷卻水系統進水前應對除鹽水進行化驗，確定補水水質，初次衝洗和循環應多放水，這樣可以及時排放管道內部的汙物，另外系統衝洗時應採用變溫方式進行，主要是有利於附著在管道內壁的雜物脫落，具體操作方式時白天採用開式方式衝洗，邊補水，邊衝洗，邊放水，基本維持補水箱水位平衡，夜間則採取閉式衝洗方式，這樣可以提高循環的溫度。由於定子和轉子冷卻水水質要求較高，因此建議連續3天以上化驗水質穩定後才能確定水質合格。

電廠凝汽器循環冷卻水系統：

火力發電廠凝汽器冷卻水系統凝汽器循環冷卻水系統總體可分為三類：

直流冷卻系統（岱海一期項目、浙江北侖項目、蒼東黃驊項目等）；

循環冷卻系統（西柏坡項目、邯峰項目、定州一期項目等）；

間接冷卻系統（盛樂項目、其亞項目等）；

循環冷卻水系統簡單，換熱器數量少，只有管程一種通常為黃銅管或不鏽鋼管或鈦管。但是工作量較大，主要設備包括取水泵、旋轉濾網、衝洗設備和檢修起吊設施及系統管道等，其工作量約佔電廠冷卻水系統總工作量的70%以上。

直流冷卻系統：

最簡單的冷卻系統，水只經過熱交換器一次，排放水直接回到水源地，耗水量大，可能造成熱汙染；

由於冷卻水的來源一直在更新，冷卻水沒有再次直接循環回收利用，所以水中礦物質基本是保持不變的。

直流冷卻系統回水管路有的採用封閉式管道，有的採用明渠排放。因此在組織施工時需要結合設計圖紙的要求進行確定是土建專業施工，還是安裝專業進行施工。

直流冷卻系統設備主要包括提升泵、旋轉濾網、衝洗水裝置、液控蝶閥以及冷卻水輸送管道等。

直流冷卻系統一般需要布置較長的冷卻水管線，由布置在海洋、江河或湖泊中供水泵房的水泵直接將冷卻水提升輸送到冷卻設備，這一段的管線較大，一般情況下,300MW機組冷卻水管線工程通徑為DN1800mm，600MW機組冷卻水管線為DN2200mm，現場施工時土方開挖工作量大，佔用場地較大，對現場整體組織施工影響較大，因此需要在項目組織實施過程中提前策劃，避免對後續項目的施工帶來不利影響。

這些管道的一般需要在現場直接卷制，需要配備龍門吊、卷板機和較大的組合場地。管道焊接可採用內外口雙面焊接，此外還需要噴砂和防腐專業的配合。

直流冷卻水系統管線較大，一般不需要進行衝洗，但需要在管道施工過程中進行清理，並辦理隱蔽籤證。

循環冷卻水系統：

在冷卻水系統中，冷卻水經過循環水泵送入凝汽器，進行熱交換，被加熱的冷卻水經冷卻塔冷卻後，流入冷卻塔底部水池，再由循環水泵送入凝汽器循環使用，此循環再利用的冷卻水則稱循環冷卻水。這種冷卻形式主要是最原始傳統的冷卻方式，系統比較簡單，設備主要包括循環水泵、旋轉濾網、起重設備、衝洗設備、液控蝶閥、隔斷蝶閥、膠球清洗裝置以及輸送管線等，此外有些設計還包括配套的水處理設備和機力風機設備等。

循環冷卻水系統工作量很大，佔用施工工期長，對現場總體組織施工影響較大。