一种针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法
【专利摘要】本发明公开了一种针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法，其特征是：在包括有冷却塔、凝汽器和开式水系统的汽轮机闭式循环水系统中，模拟汽轮机开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，在汽轮机闭式循环水系统的循环水中加入固体颗粒，形成含固体颗粒循环水，实现对汽轮机闭式循环水系统中凝汽器和开式水系统中各冷却器的持续清洁作用；固体颗粒为陶粒沙。本发明针对闭式循环水系统，用略轻于水的陶粒沙模拟开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，可以大大减轻胶球清洗装置的负担，保持管束清洁并防止腐蚀，甚至完全替代胶球清洗装置。
【专利说明】一种针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火电机组中汽轮机凝汽器的清洁方式，通过清洁减少管束结垢和腐蚀。
【背景技术】
[0002]火电机组节能工作意义重大。火电机组的节能工作中，降低汽轮机背压有极为重要的地位，一般地，对于湿冷机组，背压降低I砂&，机组能耗降低0.6-2%，即大约2飞g/(kW.h)，随机型和负荷变化而不同；凝汽器端差增加1°C，则机组煤耗增加I g/(kW.h)或更多。对于I台600MW机组，可以认为，煤耗增加I g/(kW.h)，则每年增加的燃料消耗价值250Jl 7X1 ο
[0003]汽轮机背压是由循环水温、温升、凝汽器端差决定:
[0004]Ts = Tl+ ΔΤ + δ t
[0005]其中:
[0006]Ts为与凝汽器压力即汽轮机背压对应的饱和温度，V ；
[0007]Tl为循环水温度，°C;对于开式循环水系统，为环境水体温度；对于闭式循环水系统，取决于循环水量、冷却塔性能和凝汽器热负荷；
[0008]Δ T为循环水温升，V ;取决于凝汽器热负荷与循环水量；
[0009]5t为凝汽器端差，°C;真空严密性不好，或者凝汽器管束结垢，都会增加热阻，增加凝汽器端差。尤其是后者，是目前大型火电机组比较普遍存在的问题。
[0010]汽轮机背压Pn由Ts根据水蒸气性质表或公式获得。
[0011 ] 在湿冷机组中，大多数配置闭式循环水系统。湿冷机组中，凝汽器都配备胶球清洗装置，通常以每天广2小时定期对凝汽器管束进行清洗。
[0012]在我国，汽轮机循环水系统有两种形式，分别为汽轮机闭式循环水系统和汽轮机开式循环水系统。位于长江沿岸和海边的火电机组通常采用汽轮机开式循环水系统，所谓汽轮机开式循环水系统是以江水或海水作为冷却水，在凝汽器中完成换热后回到环境水体。实际运行中，这一形式中凝汽器的工作状态一般比较好，其原因是水体中存在江沙或海沙，沙子凝汽器及管束等设备具有很好的清洗作用。在这些火机组中，一部分已经拆除胶球清洗装置。
[0013]汽轮机闭式循环水系统中的循环冷却水是从环境水源中取出后，需经过沉淀和加药等处理后再进入循环水系统，在凝汽器中完成换热后，进入冷却塔冷却，再由循环水泵打入凝汽器，实现对循环水的反复使用。这种系统的水质相对干净，仅含有少量污泥和污垢，几乎没有沙子，实际运行中，胶球清洗装置必须保持在良好的状态，并经常使用。但实际上，由于设计、制造、运行、维护等方面的原因，国内大机组的胶球清洗装置，目前仍有相当一部分状态并不理想。国内大型火电机组的凝汽器中，有相当比例的清洁系数较低，对背压和机组能耗有明显的不利影响。 对于铜管束，一般设计清洁系数为0.8-0.85，对于不锈钢管束，设计清洁系数一般为0.85、.9，但实际很多大机组的凝汽器清洁系数长期维持在0.5-0.6的低水平上，背压相应升高达I kPa的级别，带来很大损失。
【发明内容】
[0014]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，针对闭式循环水系统提供一种针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法，以投放固体颗粒模拟开式循环水系统中沙子的清洁作用，达到降低汽轮机背压，降低机组能耗，同时减少管束结垢和腐蚀的发明目的。
[0015]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0016]本发明针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法的特点是:在包括有冷却塔、凝汽器和开式水系统的汽轮机闭式循环水系统中，模拟汽轮机开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，在汽轮机闭式循环水系统的循环水中加入固体颗粒，形成含固体颗粒循环水，实现对汽轮机闭式循环水系统中凝汽器以及开式水系统中各冷却器的持续清洁作用；所述固体颗粒为陶粒沙。
[0017]本发明针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法的特点也在于:
[0018]所述含固体颗粒循环水是在汽轮机闭式循环水系统的循环水中按100-400ppm的比例加入固体颗粒。
[0019]所述陶粒沙密度为0.8(0.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒径为:0.5-5mm，并小于汽轮机循环水系统中各处滤网孔洞的直径。
[0020]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0021]1、本发明针对汽轮机闭式循环水系统，模拟汽轮机开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，可以大大减轻胶球清洗装置的负担，保持管束清洁并防止腐蚀，甚至完全替代胶球清洗装置。胶球装置运行一年所损失的胶球价值要达到10万元级别，本发明筛选后的陶粒，价格也不过四千元/吨，一年费用不会超过两万，显然，本发明实施成本大大低于胶球清洗装置。
[0022]2、本发明陶粒沙密度取为0.8(θ.98 g/cm3，其小于水的比重，在循环水中呈浮动状态，易于流动，可实现反复清洗；颗粒尺寸较小，不会对汽轮机循环水系统中各处滤网孔洞形成堵塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明所针对的汽轮机闭式循环水系统示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实施例中针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法是:
[0025]如图1所示，在包括有冷却塔、凝汽器和开式水系统的汽轮机闭式循环水系统中，模拟汽轮机开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，在汽轮机闭式循环水系统的循环水中加入固体颗粒，形成含固体颗粒循环水，实现对汽轮机闭式循环水系统中凝汽器和开式水系统中各冷却器的持续清洁作用；固体颗粒为陶粒沙。
[0026]具体实施中，含固体颗粒循环水是在汽轮机闭式循环水系统的循环水中按100-400 ppm的比例加入固体颗粒，陶粒沙的密度设置为0.80、.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒径为:0.5?5_，并小于汽轮机循环水系统中各处滤网孔洞的直径。
[0027]本实施例中的汽轮机闭式循环水系统是指配备有冷却塔、冷却水循环使用的水系统。这种系统在国内火电机组中比例最大。
[0028]对于的固体颗粒，按如下要求进行选择:
[0029]材料:选择为无机材料、不腐烂、遇水不变软、不膨胀。
[0030]密度:在汽轮机开式循环水系统中，江沙或海沙被循环水裹挟着不断进入凝汽器，对管束进行冲刷。在汽轮机闭式循环水系统中，冷却塔水池内水速很低，如果密度明显大于水，则加入的固体颗粒会沉入水底，不能继续冲刷凝汽器；如果密度明显小于水，则加入的固体颗粒全部漂浮在水面上，凝汽器管束中的大部分将得不到有效的冲洗。因此，加入的固体颗粒的密度需要接近并略微低于水，应当在0.8(0.98 g/cm3。
[0031]尺寸:为了实现有效冲刷，固体颗粒的尺寸不应太小，但为了防止冷却塔的喷嘴堵塞，其尺寸不能达到厘米级。因此，加入的固体颗粒以0.5?5mm的粒径为好。颗粒粒径并小于汽轮机循环水系统和开式水系统中各处滤网孔洞的直径，以防止因滤网孔洞堵塞而导致换热器断水。
[0032]硬度:对于不锈钢管束，加入的固体颗粒硬度要求不高，可以较硬，但对于较软的铜管束，颗粒硬度不应显著大于铜管，以防止划伤管束。总体上，和管束材料硬度应基本相同。
[0033]形态:固体颗粒不应有尖锐的边角，可以是封闭孔型的多孔形态，接近球形较好。最常见的陶粒沙比水重，但比沙子轻，是因为内部有封闭的孔洞，孔洞的体积比例可以通过工艺进行调整，陶粒沙的密度即可相应调整。这是目前最常见的轻质混凝土骨料，可有效降低建筑重量。对于陶粒沙，一般地，密度大则强度大，可用于建筑的承重墙体；密度小则强度低，最轻的用于墙体保温。
[0034]配比量:根据长江水质数据，在循环水中按10(T400 ppm的比例加入固体颗粒。根据当涂水文站的数据，长江中下游的来沙以悬沙为主，含沙量随季节差异很大，平均含沙量最小的二月为94 ppm，平均含沙量最大的七月为760 ppm，历年平均含沙量为479 ppm。由于本实施例中采用的陶粒沙密度不足江沙的1/3，因此，从总体积相当的角度，100-400 ppm的陶粒沙，相当于30(Tl200ppm的江沙。
[0035]目前市场上廉价的球形陶粒沙是符合以上要求的首选。冷却塔排污口在塔底水池底部，因此，密度小于水的陶粒沙不会排走。
[0036]在环境温度较低的冬季，火电机组一般采用最小的循环水量。但由于冲刷、清洗需要一定的水速，因此，即使在寒冷的冬季，也需要定期短时间以春秋季节的循环水调度方式进行运行，以保持凝汽器管束有效清洁，并延缓管束腐蚀。
[0037]此外，每台机组的循环水系统其不论是开式或闭式循环水系统都包含一个开式冷却水系统，即称开式水系统，是用循环水的一小部分作为冷却水，对冷油器、真空泵和换热器等多个换热器件进行冷却，在开式水系统中形成各冷却器。本实施例中汽轮机闭式循环水系统除了作为凝汽器和冷却塔的冷却水，另有少部分即是在开式水系统中通过，成为冷油器、真空泵和换热器等的冷却水。
[0038]根据长江沿岸和沿海大量汽轮机开式循环水系统机组的运行经验，循环水中的沙子从未造成这些换热器管束因磨损而泄漏，因此采用陶粒沙对这些换热器也不会造成实质性的磨损。
[0039]北方一些机组，循环水由地下水补充，硬度较大，一旦在凝汽器管壁结成硬垢，则难以清除，只能在机组检修中酸洗。为此，需要在机组新建或大修刚结束时，就投入陶粒沙进行持续清洗，在污垢结硬前清除。
[0040]此对，对于一些在开式水系统中使用板式换热器的汽轮机闭式循环水系统，由于加入的陶粒会导致板式换热器的堵塞，因而不适合本发明方法。
【权利要求】
1.一种针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法，其特征是:在包括有冷却塔、凝汽器和开式水系统的汽轮机闭式循环水系统中，模拟汽轮机开式循环水系统中沙子对管束的清洁作用，在汽轮机闭式循环水系统的循环水中加入固体颗粒，形成含固体颗粒循环水，实现对汽轮机闭式循环水系统中凝汽器以及开式水系统中各冷却器的持续清洁作用；所述固体颗粒为陶粒沙。
2.根据权利要求1所述的针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法，其特征是:所述含固体颗粒循环水是在汽轮机闭式循环水系统的循环水中按100-400ppm的比例加入固体颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的针对闭式循环水系统的汽轮机凝汽器清洁方法，其特征是:所述陶粒沙密度为0.8-0.98 g/cm3 ;陶粒沙的粒径为:0.5-5mm，并小于汽轮机循环水系统中各处滤网孔洞的直径。
【文档编号】B08B7/00GK103433245SQ201310385227
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】蒋寻寒, 高晋柏, 张辉, 阮圣奇, 张贵杰 申请人:安徽新力电业科技咨询有限责任公司