间接空冷塔散热器片清洗装置改造

摘 要：本文针对阳城电厂二期#7机组600MW间接空冷机组散热器片的清洗装置进行分析，参照原清洗装置和技改后的清洗装置进行对比，从设备结构的设计、操作、经济性等方面综合阐述。经过实际清洗，效果比较明显，有效的提高了间接空冷塔的换热效率，降低了机组的发电煤耗。

关键词：间接空冷塔；清洗装置；散热器片；换热效率

前言

阳城电厂二期工程采用表面式凝汽器间接空冷系统，本工程采用海勒式第五代福哥型散热器第5代 FORGO 型间接空冷系统，空冷散热器采用全铝制六排管冷却三角，垂直布置在空冷塔的周围。空冷散热器长期在自然环境中运行，空气中的灰尘、大风天气的扬尘、春季时的柳絮都逐渐地吸附在空冷散热器上，使空冷散热器表面被灰垢包围，散热器的空气间隙被柳絮堵塞，从而影响循环冷却水与空气的换热效果。

1 目前间接空冷塔清洗系统存在问题

目前空冷机组系统换热性能差成为夏季限负荷的主要原因，散热器清洗问题，成为影响电厂运行维护的一个重要环节。空冷散热器表面清洗不及时，脏污严重，使机组在中高温运行时背压严重偏离设计范围，对机组整体经济性产生了严重影响。试验表明采用合理的散热器清洗方法，可以使机组的背压下降3-10kPa，很好地解决了间接空冷机组过夏限负荷问题。

空冷散热器赃污一方面增加了换热热阻，同时也减小了翅片间的流通面积，导致空冷散热器的整体换热性能下降，进而影响的机组的运行背压，并限制了机组的出力能力，其影响程度随机组负荷的增加和环境温度的升高显著增大。

目前大唐阳城电厂采用的清洗方式为手动外部清洗，清洗时间在每年5月、9月各一次，虽可控制散热器脏污程度的进一步恶化，但不能完全保证清洗效果，主要存在以下问题：

1.1 清洗时过程不是等距离清洗。

1.2 清洗距离远，清洗喷嘴距散热器的距离平均约2米以上。

1.3 清洗压力低，清洗水泵出口压力为1.2MPa，无法穿过散热器。

1.4 迎风面侧的清洗效果差，清洗时会将吸附在散热器表面上的柳絮冲至散热器内部，堵塞散热器的空气间隙。

1.5 清洗方式为人工清洗，清洗时间长，每次清洗需半个月时间。

1.6 清洗需用人员多，每次清洗至少需8人，清洗工作量较大。

1.7 清洗水泵流量为50T/h，每次清洗需除盐水约6000吨，水量多，费用高。

2 间接空冷塔内部清洗装置改造设计理念

为有效清除附着在空冷散热器表面及翅片间的污物，提高机组安全性与经济性，针对目前空冷清洗存在的问题，决定对该清洗装置进行技术改造，通过调研将现有的外部水清洗系统改造为内部半自动水清洗系统，实现等距离、近距离清洗。

间接空冷散热器内部水清洗系统的设计理念是“内部布置、高压清洗、水流穿透、电动操控”。内部布置是指清洗系统布置在空冷塔内部，可以有效清除附着在散热器外部的柳絮；高压清洗、水流穿透是指利用压力高，流量小的高压水穿过散热器翅片，将附着于翅片之间的污垢清除干净；电动操控是指在清洗过程中，机架的圆周移动、喷水架的纵向移动和翻转全部由执行电动机驱动，无需手动推移。该系统结构简单，控制单一，系统的可靠性较高：

空冷散热器内部逆风侧自动清洗的方式，该方式有以下优点：

2.1 实现等距离清洗，清洗时喷嘴与散热器的距离相同。

2.2 实现近距离清洗，清洗时喷嘴与散热器保持200mm的距离。

2.3 选取压力高的清洗水泵，计划为5-8MPa，需在现场进行试验后确定。

2.4 逆风面侧的清洗效果好，可以将散热器迎风面的柳絮清洗干净。

2.5 清洗过程实现半自动化清洗，每次清洗需8天左右。

2.6 清洗人员少，每次清洗需用3人。

2.7 清洗水量少，准备选用流量为20T/h的清洗水泵，每次清洗需除盐水1500吨，节约水资源。

3 间接空冷塔内部新清洗装置的设计要求

该空冷散热器清洗装置为全自动清洗系统，由水泵、带喷嘴的清洗小车、驱动装置、导轨、换位装置、管道和阀门、控制系统等组成。清洗小车在冷却三角内上下移动，当清洗完一个冷却三角后，清洗小车可通过换位装置在冷却三角间进行自动换位，换位装置避开回水管道的布置，清洗系统在机组运行和停运时均可以清洗。从水泵出口到各扇区的地面环形总管道采用不锈钢管，清洗环管在每个扇区中间布置一个清洗水阀门和快速接头，形成高压水接口，通过高压软管与清洗小车相连以方便清洗。

清洗装置的配套电机及电气设备能满足空冷塔内高气温环境条件（70℃），所有管道系统及管件满足管系内的压力要求，清洗固定支架有足够的刚度，不会在清洗或移动过程中产生任何变形，该内部清洗装置具备如下功能：

3.1 使用的喷嘴具有最适用于翅片管几何形状的设计并保持喷角恒定，以保证最佳的清洗效果。

3.2 清洗装置的上导轨安装在散热器环形回水管道的管架下，起承重、驱动、导向作用，下导轨安装在散热器下部支腿上，起导向作用。

3.3 喷嘴须为双排管开发的专用喷嘴，喷嘴的流量满足清洗水量的要求。

3.4 清洗小车能上下自动移动，清洗一个冷却三角所需要时间为10-20分钟。

3.5 清洗小车的支架为高强度铝镁合金，采用一套清洗支架，在支架上安装1套喷嘴，该喷嘴喷出的高压水能够对全部空冷管束区域进行清洗。

3.6 清洗装置在设计时应考虑散热器顶部支撑的影响，尽可能将散热器顶部支撑以上的部分清洗到。

3.7 因高压清洗水泵流量小，在清洗架对散热器片清洗时，需分前、后两段分别进行清洗，在三角清洗架上行过程中清洗前部散热器，在三角清洗架下行过程中清洗后部散热器。

3.8 为保证清洗主机架在清洗过程中的稳定性，需在散热器中间位置采取必要的支撑结构（如电磁铁或固定支撑点等措施）。

3.9 清洗装置设1个便携式程控柜，便携式程控柜可就地取电，高压水泵自带控制柜。实现冷却三角清洗装置的半自动化行

4 间接空冷塔内部新清洗装置改造后的经济性比较

#7机空冷塔内部清洗装置于2012年3月24日改造完成，#8机空冷塔还未进行改造，参考#7空冷塔以往的运行数据和现有#8空冷塔的运行数据进行比较分析。为了能避免风速对各散热器的影响，#7、#8机数据都是筛选为风速较小时的参数，从数据对比分析发现相邻两扇区在相同参数的情况下，#7机空冷塔已清洗的扇区回水温度比未清洗的扇区回水温度可降低平均约1.81℃，而#8机空冷塔冷却三角清洗装置未技改，已清洗的扇区回水温度比未清洗的扇区回水温度可降低平均约0.89℃，通过数据对比可明显的发现技改后循环水温度可降低约0.92℃，按照标准循环水每降低1℃可降低煤耗约0.7g/kwh（根据《中国大唐集团公司火电机组能耗指标分析指导意见》中小指标对机组效率影响量参考表，600MW亚临界空冷机组取得），机组按年利用小时5500h计算，单台600MW机组年节省标煤约2125吨，而且技改后的装置改为全自动控制，进一步节省了除盐水、劳动力的投入，同时也提高了设备的安全性、可靠性。

5 结语

海勒式第五代福哥型散热器间接空冷塔在正常运行中，做好散热器片的清洗工作能够极大的提高机组的经济性，但首先应该在散热器片清洗装置的选型上慎重，好的清洗装置在操作性、安全性、经济性等几个方面都有明显效果。建议新建的大型间接空冷机组在散热器片清洗装置的设计上应重视，尤其是在清洗压力、清洗的自动化程度、清洗的覆盖面积等方面加以重视，避免出现散热器片污堵结垢严重而影响机组的经济性。

参考文献

[1]大唐阳城电厂.二期工程2×600MW空冷机组间接空冷HELLER系统详细设计.机械部分.

[2]大唐阳城电厂.#7空冷塔清洗装置改造技术方案.

作者简介：王劭刚（1985-），男，山西晋城人，助理工程师，2003年07月毕业于山西大学工程学院动力系，现在山西大唐阳城发电有限责任公司设备管理部工作。

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