火力发电厂间接空冷系统增加内部清洗装置可行性分析

火力发电厂间接空冷系统增加内部清洗装置可行性分析

王任飞

王任飞

（山西昱光发电有限责任公司山西朔州036900）

摘要：我国北方地区灰尘大，夏季温度高，导致火力发电厂间接空冷冷却效果差，而其外部冲洗装置由于距离较远，无法彻底清理散热面上集聚的灰尘，无法满足机组在夏季高温环境下的安全性和经济性，因此有必要在间接空冷塔内部增加一套冲洗装置，保证机组的安全稳定运行。

关键词：间接空冷，内部冲洗装置

1.现存的问题

发电厂的空冷技术总体来说有空冷和水冷两大类，空冷由于换热效果好，受季节影响少等优点广受大众喜爱。空冷又分为直接空冷和间接空冷两种。目前在我国北方地区，由于缺水的限制，火力发电厂大多采用间接空冷技术。众所周知，间接空冷散热器易受外部条件干扰，如灰尘，漂浮物等。为了防止落在空冷散热器表面的灰尘影响散热效果和造成腐蚀，大多数采用间接空冷的发电厂均设置有一套外部冲洗装置，冲洗水环管接于循环水热水管，各扇区中部都设有冷却三角清洗设备的连接点，每个连接点都配有隔离阀和一个用于软管连接的接管座。清洗设备可以沿着冷却塔外部沿圆周方向移动，冲洗时与最近的连接点通过软管进行连接。因为这个清洗设备为外部清先，清洗时喷头只能在百叶窗外部冲洗，喷头距散热器表面较远，导致散热器清洗不彻底，且存在清洗不到的死角，散热器表面积灰现象较严重。很显然这一切导致间接空冷散热能力减弱，影响机组的经济性和安全性，严重时会引起机组出力受到限制。为提高机组的经济性和安全性，在高温季节公司发电量不受限制，有必要在空冷塔内部另加装一套清洗装置，通过内部清洗提高空冷塔的散热能力。

2.整改的方案和措施

现以山西某循环流化床发电机组为例，该机组采用双机一塔间接空冷技术，其间接空冷采用一套共用外部清洗装置。在运行中发现存在以下问题：

2.1间接空冷系统散热器在运行中表面会聚积大量灰尘，单纯靠外部清洗装置冲洗，效果不佳。散热器表面的积灰导致散热器散热能力减弱，引起机组热耗增加。

2.2散热器散热能力减弱后，引起凝汽器背压升高，不仅在高温季节发电量会受到限制，而且严重时会导致低压缸防爆膜破裂漏空，给机组的安全运行带来隐患。

2.3该间接空冷机组在2012年投产后，夏季高温季节，机组300MW负荷时，凝汽器背压约28KPa；2013年夏季高温季节，机组300MW负荷时，凝汽器背压约34KPa，2014年夏季高温季节，机组300MW负荷时，凝汽器背压约38KPa，这清楚的表明，随着运行时间的延长，积灰越来越严重，外部清洗效果越来越差。

由上可知，该机组迫切需要增加其他冲洗设备，以增加冲洗效果。该公司采取的措施如下：在空冷塔内部增加一套带移动伸缩清洗喷头的自动清洗装置，增加一台升压泵及相关的控制设备。散热器内部水冲洗系统的设计要求“内部布置、高压冲洗、水流穿透、电动操控”。内部布置是指冲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。高压冲洗、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。电动操控是指在冲洗过程中，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。（1）改造具体要求如下：

1.在空冷塔内散热器顶部和底部安装上、下导轨。

2.在上、下导轨间安装可以沿散热器做圆周自动移动的清洗架。

3.在机架上安装可以做纵向移动的清洗喷头组，清洗喷头组两侧设计有出水管，每侧出水管上设置若干个喷嘴。

4.清洗架上设置有清洗喷头组向上翻转和向下翻转的执行机构。

5.在空冷塔内底部安装环行高压水管，并设置若干个接水口。

6.在相应部位安装机架圆周移动驱动电机及机械机构、控制系统；喷水架纵向移动驱动电机及机械机构、控制系统；喷水架翻转驱动电机及机械机构、控制系统。

7.在空冷塔内安装高压冲洗水泵及动力控制系统。

8.清洗装置主机可沿空冷塔内部环形自动行走（空冷塔门除外）。

9.清洗架可紧贴散热器表面自动进行清洗，清洗完成后可自动翻转收回。

10.清洗水泵供水要求在保证不损坏散热器情况下，可穿过散热器达到彻底清洗。

11.清洗架上设备有良好的防水性能。

12.清洗设备控制柜有良好的防水性能，便于移动。

13.整套清洗装置具有较高的自动化程度和较高的可靠性。

（2）系统改造主要供货清单如下：

3.整改后的经济性

间接空冷增加内部冲洗装置后经济性较佳，保守估计，塔内增加冲洗装置后，夏季高温季节，机组高负荷时背压可降低5KPa左右，按凝汽器背压每降低1KPa可节约标煤约1.5克，夏季两台机组发电量按10亿计算。

每度电节约标煤约：5×1.5=7.5g

每年节约标煤：109×7.5=7.5×109g

7.5×109&pide;106=7500吨

按标煤270元/吨计算，每年可节约费用

7500×270=202.5万元

改造后当年就可收回成本，经济效益显著。

4.结论

间接空冷机组增加内部冲洗装置后，不仅机组的经济性显著提高，而且由于凝汽器背压的降低，对于汽轮机末级叶片损害也降低了，从而使机组的安全性也得到了提高。因此对于我国北方地区“灰尘大，夏季温度高”的特点，采用间接空冷技术的发电厂完全可以增加一套空冷塔内部冲洗装置，以增加机组的经济性和安全性。