一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法
2023-05-24 18:40:01 2
一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法
【專利摘要】本發明公開了一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法，其特徵是：在包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統中，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水，實現對汽輪機閉式循環水系統中凝汽器和開式水系統中各冷卻器的持續清潔作用；固體顆粒為陶粒沙。本發明針對閉式循環水系統，用略輕於水的陶粒沙模擬開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，可以大大減輕膠球清洗裝置的負擔，保持管束清潔並防止腐蝕，甚至完全替代膠球清洗裝置。
【專利說明】一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及火電機組中汽輪機凝汽器的清潔方式，通過清潔減少管束結垢和腐蝕。
【背景技術】
[0002]火電機組節能工作意義重大。火電機組的節能工作中，降低汽輪機背壓有極為重要的地位，一般地，對於溼冷機組，背壓降低I砂&，機組能耗降低0.6-2%，即大約2飛g/(kW.h)，隨機型和負荷變化而不同；凝汽器端差增加1°C，則機組煤耗增加I g/(kW.h)或更多。對於I臺600MW機組，可以認為，煤耗增加I g/(kW.h)，則每年增加的燃料消耗價值250Jl 7X1 ο
[0003]汽輪機背壓是由循環水溫、溫升、凝汽器端差決定:
[0004]Ts = Tl+ ΔΤ + δ t
[0005]其中:
[0006]Ts為與凝汽器壓力即汽輪機背壓對應的飽和溫度，V ；
[0007]Tl為循環水溫度，°C;對於開式循環水系統，為環境水體溫度；對於閉式循環水系統，取決於循環水量、冷卻塔性能和凝汽器熱負荷；
[0008]Δ T為循環水溫升，V ;取決於凝汽器熱負荷與循環水量；
[0009]5t為凝汽器端差，°C;真空嚴密性不好，或者凝汽器管束結垢，都會增加熱阻，增加凝汽器端差。尤其是後者，是目前大型火電機組比較普遍存在的問題。
[0010]汽輪機背壓Pn由Ts根據水蒸氣性質表或公式獲得。
[0011 ] 在溼冷機組中，大多數配置閉式循環水系統。溼冷機組中，凝汽器都配備膠球清洗裝置，通常以每天廣2小時定期對凝汽器管束進行清洗。
[0012]在我國，汽輪機循環水系統有兩種形式，分別為汽輪機閉式循環水系統和汽輪機開式循環水系統。位於長江沿岸和海邊的火電機組通常採用汽輪機開式循環水系統，所謂汽輪機開式循環水系統是以江水或海水作為冷卻水，在凝汽器中完成換熱後回到環境水體。實際運行中，這一形式中凝汽器的工作狀態一般比較好，其原因是水體中存在江沙或海沙，沙子凝汽器及管束等設備具有很好的清洗作用。在這些火機組中，一部分已經拆除膠球清洗裝置。
[0013]汽輪機閉式循環水系統中的循環冷卻水是從環境水源中取出後，需經過沉澱和加藥等處理後再進入循環水系統，在凝汽器中完成換熱後，進入冷卻塔冷卻，再由循環水泵打入凝汽器，實現對循環水的反覆使用。這種系統的水質相對乾淨，僅含有少量汙泥和汙垢，幾乎沒有沙子，實際運行中，膠球清洗裝置必須保持在良好的狀態，並經常使用。但實際上，由於設計、製造、運行、維護等方面的原因，國內大機組的膠球清洗裝置，目前仍有相當一部分狀態並不理想。國內大型火電機組的凝汽器中，有相當比例的清潔係數較低，對背壓和機組能耗有明顯的不利影響。 對於銅管束，一般設計清潔係數為0.8-0.85，對於不鏽鋼管束，設計清潔係數一般為0.85、.9，但實際很多大機組的凝汽器清潔係數長期維持在0.5-0.6的低水平上，背壓相應升高達I kPa的級別，帶來很大損失。
【發明內容】
[0014]本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，針對閉式循環水系統提供一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法，以投放固體顆粒模擬開式循環水系統中沙子的清潔作用，達到降低汽輪機背壓，降低機組能耗，同時減少管束結垢和腐蝕的發明目的。
[0015]本發明為解決技術問題採用如下技術方案:
[0016]本發明針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法的特點是:在包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統中，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水，實現對汽輪機閉式循環水系統中凝汽器以及開式水系統中各冷卻器的持續清潔作用；所述固體顆粒為陶粒沙。
[0017]本發明針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法的特點也在於:
[0018]所述含固體顆粒循環水是在汽輪機閉式循環水系統的循環水中按100-400ppm的比例加入固體顆粒。
[0019]所述陶粒沙密度為0.8(0.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒徑為:0.5-5mm，並小於汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
[0020]與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
[0021]1、本發明針對汽輪機閉式循環水系統，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，可以大大減輕膠球清洗裝置的負擔，保持管束清潔並防止腐蝕，甚至完全替代膠球清洗裝置。膠球裝置運行一年所損失的膠球價值要達到10萬元級別，本發明篩選後的陶粒，價格也不過四千元/噸，一年費用不會超過兩萬，顯然，本發明實施成本大大低於膠球清洗裝置。
[0022]2、本發明陶粒沙密度取為0.8(θ.98 g/cm3，其小於水的比重，在循環水中呈浮動狀態，易於流動，可實現反覆清洗；顆粒尺寸較小，不會對汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞形成堵塞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明所針對的汽輪機閉式循環水系統示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本實施例中針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法是:
[0025]如圖1所示，在包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統中，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水，實現對汽輪機閉式循環水系統中凝汽器和開式水系統中各冷卻器的持續清潔作用；固體顆粒為陶粒沙。
[0026]具體實施中，含固體顆粒循環水是在汽輪機閉式循環水系統的循環水中按100-400 ppm的比例加入固體顆粒，陶粒沙的密度設置為0.80、.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒徑為:0.5?5_，並小於汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
[0027]本實施例中的汽輪機閉式循環水系統是指配備有冷卻塔、冷卻水循環使用的水系統。這種系統在國內火電機組中比例最大。
[0028]對於的固體顆粒，按如下要求進行選擇:
[0029]材料:選擇為無機材料、不腐爛、遇水不變軟、不膨脹。
[0030]密度:在汽輪機開式循環水系統中，江沙或海沙被循環水裹挾著不斷進入凝汽器，對管束進行衝刷。在汽輪機閉式循環水系統中，冷卻塔水池內水速很低，如果密度明顯大於水，則加入的固體顆粒會沉入水底，不能繼續衝刷凝汽器；如果密度明顯小於水，則加入的固體顆粒全部漂浮在水面上，凝汽器管束中的大部分將得不到有效的衝洗。因此，加入的固體顆粒的密度需要接近並略微低於水，應當在0.8(0.98 g/cm3。
[0031]尺寸:為了實現有效衝刷，固體顆粒的尺寸不應太小，但為了防止冷卻塔的噴嘴堵塞，其尺寸不能達到釐米級。因此，加入的固體顆粒以0.5?5mm的粒徑為好。顆粒粒徑並小於汽輪機循環水系統和開式水系統中各處濾網孔洞的直徑，以防止因濾網孔洞堵塞而導致換熱器斷水。
[0032]硬度:對於不鏽鋼管束，加入的固體顆粒硬度要求不高，可以較硬，但對於較軟的銅管束，顆粒硬度不應顯著大於銅管，以防止劃傷管束。總體上，和管束材料硬度應基本相同。
[0033]形態:固體顆粒不應有尖銳的邊角，可以是封閉孔型的多孔形態，接近球形較好。最常見的陶粒沙比水重，但比沙子輕，是因為內部有封閉的孔洞，孔洞的體積比例可以通過工藝進行調整，陶粒沙的密度即可相應調整。這是目前最常見的輕質混凝土骨料，可有效降低建築重量。對於陶粒沙，一般地，密度大則強度大，可用於建築的承重牆體；密度小則強度低，最輕的用於牆體保溫。
[0034]配比量:根據長江水質數據，在循環水中按10(T400 ppm的比例加入固體顆粒。根據當塗水文站的數據，長江中下遊的來沙以懸沙為主，含沙量隨季節差異很大，平均含沙量最小的二月為94 ppm，平均含沙量最大的七月為760 ppm，歷年平均含沙量為479 ppm。由於本實施例中採用的陶粒沙密度不足江沙的1/3，因此，從總體積相當的角度，100-400 ppm的陶粒沙，相當於30(Tl200ppm的江沙。
[0035]目前市場上廉價的球形陶粒沙是符合以上要求的首選。冷卻塔排汙口在塔底水池底部，因此，密度小於水的陶粒沙不會排走。
[0036]在環境溫度較低的冬季，火電機組一般採用最小的循環水量。但由於衝刷、清洗需要一定的水速，因此，即使在寒冷的冬季，也需要定期短時間以春秋季節的循環水調度方式進行運行，以保持凝汽器管束有效清潔，並延緩管束腐蝕。
[0037]此外，每臺機組的循環水系統其不論是開式或閉式循環水系統都包含一個開式冷卻水系統，即稱開式水系統，是用循環水的一小部分作為冷卻水，對冷油器、真空泵和換熱器等多個換熱器件進行冷卻，在開式水系統中形成各冷卻器。本實施例中汽輪機閉式循環水系統除了作為凝汽器和冷卻塔的冷卻水，另有少部分即是在開式水系統中通過，成為冷油器、真空泵和換熱器等的冷卻水。
[0038]根據長江沿岸和沿海大量汽輪機開式循環水系統機組的運行經驗，循環水中的沙子從未造成這些換熱器管束因磨損而洩漏，因此採用陶粒沙對這些換熱器也不會造成實質性的磨損。
[0039]北方一些機組，循環水由地下水補充，硬度較大，一旦在凝汽器管壁結成硬垢，則難以清除，只能在機組檢修中酸洗。為此，需要在機組新建或大修剛結束時，就投入陶粒沙進行持續清洗，在汙垢結硬前清除。
[0040]此對，對於一些在開式水系統中使用板式換熱器的汽輪機閉式循環水系統，由於加入的陶粒會導致板式換熱器的堵塞，因而不適合本發明方法。
【權利要求】
1.一種針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法，其特徵是:在包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統中，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水，實現對汽輪機閉式循環水系統中凝汽器以及開式水系統中各冷卻器的持續清潔作用；所述固體顆粒為陶粒沙。
2.根據權利要求1所述的針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法，其特徵是:所述含固體顆粒循環水是在汽輪機閉式循環水系統的循環水中按100-400ppm的比例加入固體顆粒。
3.根據權利要求1或2所述的針對閉式循環水系統的汽輪機凝汽器清潔方法，其特徵是:所述陶粒沙密度為0.8-0.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒徑為:0.5-5mm，並小於汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
【文檔編號】B08B7/00GK103433245SQ201310385227
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】蔣尋寒, 高晉柏, 張輝, 阮聖奇, 張貴傑 申請人:安徽新力電業科技諮詢有限責任公司