CN104121803B - 一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法，包含如下步骤：步骤一、冲洗准备，步骤二、初洗，步骤三：冲洗，步骤四、精洗，步骤五、补洗；本能摆脱空冷岛热态冲洗对除盐水水量的限制，能够在发电厂除盐水制水能力和储水能力不变的情况下满足机组不同工况下空冷岛热态连续冲洗的需要，解决了在冲洗过程中停炉等水的问题，在整个清洗过程连续进行，使得机组不用停机等待除盐水，不影响机组试验调试，可以回收部分除盐水，避免了极大浪费。
Description
技术领域
本发明属于汽轮机组空冷岛热态冲洗技术领域，具体的涉及一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法。
背景技术
汽轮机组发电机组中的空冷机组在整套启动前必须将锅炉蒸汽引入空冷凝汽器对管道和换热管束进行热态冲洗，将空冷凝汽器中的污垢（主要是氧化铁）从系统中清除，含大量污垢的凝结水直接排放，不能进入凝结水系统，在冲洗过程中机组用水由除盐水直接补入汽机排汽装置。
空冷机组空冷岛热态冲洗前，一般将凝结水管道在进入排汽装置前断开并打堵板，空冷岛凝结水管道接临时系统外排，除盐水直接补入汽机排汽装置，通过凝结水系统进入除氧器，由给水系统进入锅炉。热态冲洗一般分为两个阶段：
1、锅炉蒸汽通过汽机旁路减温减压后进入空冷岛，在空冷岛凝结后对空冷岛进行冲洗，冲洗过程中空冷岛各换热列逐列依次进行，当各列凝结水水质均合格后空冷岛冲洗合格，机组停机、汽机破坏真空，恢复空冷系统，拆除临时管路；根据以往经验，每列空冷凝汽器需要进行2到4次间断性的冲洗，才能将凝结水中的氧化铁含量降低到合格的范围。
2、空冷岛冲洗合格后，锅炉灭火，汽机破坏真空，拆除临时管路，凝结水回收，机组负荷逐渐升高，通过汽轮机低压缸排汽，对空冷系统进行冲洗，空冷凝汽器中被冲洗掉的污垢被凝结水精处理系统除掉，以免污染炉水。
空冷岛冲洗过程中对除盐水的需求量十分巨大，以600MW超临界机组为例，仅空冷岛热态冲洗一项所需除盐水至少在12000吨以上，如果包括锅炉的冲洗，所需水量更大。由于一般火电厂除盐水制水能力有限，制备除盐水设备按照电厂正常运转消耗量设计，除盐水制备能力相对于空冷岛热态冲洗储量远远不够，储水量设计偏小，正常使用时不需要储备大量的除盐水，因此按照电厂设计除盐水储量相对于空冷岛热态冲洗储量远远不够，在空冷岛热态冲洗期间一般都要经历一次几十小时的停炉等待除盐水的制备。待空冷岛冲洗合格后，锅炉又要停炉、汽机破坏真空后，拆除空冷岛凝结水临时管路，恢复空冷系统。因此整个空冷岛冲洗期间至少要经历两次锅炉停炉的过程，浪费巨大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法，能够通过对空冷岛风机的调配结合汽轮机真空系统使空冷岛热态冲洗摆脱除盐水量不足而导致的反复停机。
为解决以上问题，本发明提供的技术方案为：一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法，其包含如下步骤：
步骤一、冲洗准备：
1）水箱补满水，汽轮机真空系统抽真空；
2）关闭凝结水回收门，30秒后打开凝结水外排门；
3）冲洗合格后锅炉逐渐提高锅炉蒸汽的压力，蒸汽通过汽轮机的高、低压旁路系统将主蒸汽压力调整到汽轮机启动压力时汽轮机启动；
步骤二、初洗：
1）在汽轮机启动过程中，蒸汽经过汽轮机低压旁路进入空冷岛，调整空冷岛风机运行数量将汽轮机真空控制在-70Kpa；
按公式（1）调整空冷岛风机运行数量，设：进入空冷岛的蒸汽量为L，单台风机运转能保持汽轮机真空在-70KPa的最大蒸汽量为L’， 风机数为M：
公式（1）
在公式（1）中：
L 的单位是吨/小时，由测量所得；
L’ 的单位是吨/小时，由设备参数表所得；
M的单位是台；
2）30分钟后关闭开启状态的风机，开启同一列基本冷却管束单元的下一组M台风机，依次循环完成一列风机的轮换；
3）剩余列风机重复步骤二中的1）-2）步，完成整个空冷岛的第一遍基本冷却管束单元热态冲洗；
步骤三、冲洗：
1）汽轮机启动完毕后，蒸汽经过汽轮机和低压旁路进入空冷岛，启动空冷岛某一列基本冷却管束单元风机，调整风机运行负荷，将汽轮机真空控制在-70Kpa；
2）运行30分钟后，关闭该列基本冷却管束单元风机；
3）剩余列风机依次重复步骤三中的1）-2）步，完成整个空冷岛基本冷却管束单元的第二遍热态冲洗；
步骤四、精洗：
对空冷岛进行轮换清洗，轮换清洗后进行重点清洗；
1）使用公式（2）对除盐水剩余量判断：
设：水箱设计储水量为T，水箱实际剩余水量为X；
X -T/2 =Y 公式（2）
在公式（2）中：
T单位是吨，是水箱设计储水量；
X单位是吨，水箱水位传感器读数得到；
Y＞0继续轮换清洗，Y≤0停止轮换清洗；
2）启动空冷岛某一列基本冷却管束单元风机调整风机运行负荷，将汽轮机真空控制在-70Kpa；
3）运行15分钟后，关闭该列风机，开启下一列基本冷却管束单元风机；
4）剩余列风机依次重复步骤四中的1-2步，直至Y小于0停止轮换清洗，开始重点清洗；
5）保持汽轮机真空控制在-70Kpa，该列热态冲洗60分钟后调整高低压旁路阀将机组真空升至-88KPa，检测凝结水水样，直至水样合格；
6）当每一列基本冷却管束单元清洗合格后利用公式（3）对水量进行判断：
X-T/3 =Y’ 公式（3）
在公式（3）中：
T单位是吨，是水箱设计储水量；
X单位是吨，水箱水位传感器读数得到；
Y’＞0继续重点清洗，Y’≤0停止重点清洗；
7）水样合格后，Y’大于0继续重点清洗，关闭该列基本冷却管束单元风机，更换开启下一列基本冷却管束单元风机，调整高低压旁路阀恢复汽轮机真空控制在-70Kpa，进行热态冲洗；
8）剩余列基本冷却管束单元风机依次重复步骤四中的5）-6)步，直至Y’小于0停止重点清洗；
9）当被清洗列水样合格后，Y’小于0停止重点清洗；打开凝结水排污门，5分钟后关闭凝结水外排门，关闭凝结水外排门0.5分钟后缓慢打开凝结水回收门，回收凝结水，关闭凝结水排污门，风冷岛风机不进行切换，风冷岛正常运转；
步骤五、补洗：
检测水箱实际储水量，当X=T时；
打开凝结水外排门，关闭凝结水回收门，重复步骤四、5）-8），继续清洗剩余列风机，直至全部列水样合格，全部水样合格后重复步骤四、9），完成空冷岛基本冷却管束单元热态冲洗。
进一步说：步骤二：1）中通过低压旁路减温水调整门将低压旁路后蒸汽温度控制在120～130℃之间。
本发明所能产生的技术效果为：
本能摆脱空冷岛热态冲洗对除盐水水量的限制，能够在发电厂除盐水制水能力和储水能力不变的情况下满足机组不同工况下空冷岛热态连续冲洗的需要，解决了在冲洗过程中停炉等水的问题；冲洗结束后临时系统恢复简单，不需要停机破坏真空；同时也解决了空冷机组大修启动后，凝结水水质长时间不合格的问题。由于在空冷岛基本冷却管束单元冲洗使用除盐水量大，使用本方法调配冲洗，在整个清洗过程连续进行，使得机组不用停机等待除盐水，不影响机组试验调试，可以回收部分除盐水，避免了极大浪费。
附图说明
附图1 本发明除盐水回收管路连接结构示意图。
在附图中：1凝结水外排门、2凝结水排污门、3凝结水回收门、4凝结水管路、5风机、6基本冷却管束单元、7汽轮机、8水箱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详述，下述实施例仅用于解释说明本发明技术方案，但不得作为本发明的限制，凡通过基本相同的方案达到相同效果的类似实施方式，均落入本发明保护范围内。
空冷岛热态冲洗应具备的条件：锅炉吹管结束，吹管临时系统恢复完毕，汽轮机调节保安系统调试完毕，具备整套启动条件，汽轮机空冷岛连续热态冲洗管路按附图1连接。
实施例1
以河北建投沙河电厂2×600MW空冷机组工程二号机组空冷岛热态冲洗操作步骤为例进行详细说明：
1、河北建投沙河电厂2×600MW空冷机组工程简介
河北建投沙河电厂2×600MW超临界空冷机组工程，汽轮机为东方汽轮机有限公司生产的NZK-24.2/566/566型超临界、三缸四排汽、一次中间再热、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机。直接空冷是将汽轮机做完工后排出的蒸汽，通过排汽管道引入空冷凝汽器中，直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。本机空冷系统采用江苏双良空调股份有限公司生产的机械通风直接空冷系统。
从汽轮机低压缸排出的蒸汽，通过两根水平排汽管道从主厂房引至室外，而后向上爬升至一定高度后，分为两根干管，再从每根干管分别引出四根支管至空冷凝汽器顶部的蒸汽分配管，向空冷凝汽器管束分配排汽。空冷凝汽器由8列7行共56个基本冷却管束单元6组成，每个单元配置一台轴流变频调速冷却风机，不凝结的气体则由抽真空系统从第2、6号基本冷却管束单元6顶部抽出，凝结水通过2根回收管道（1、2、3、4列和5、6、7、8列的分别合并设凝结水管道）至联络管箱。
汽轮机旁路系统为二级旁路，高低旁路阀门采用CCI公司产品，旁路容量40％，满足机组在冷态、温态、热态、极热态工况下的启动参数调整需要。
河北建投沙河电厂除盐水制水能力为120t/h，除盐水储水水箱8容量为6000t。为了保证一号机组正常运行，在二号机组空冷岛冲洗期间除盐水存水量不能少于1500t。汽轮机排汽装置的水位通过凝补水箱至排汽装置的临时补水管上的调整门来控制。
基本冷却管束单元6的热态冲洗是蒸汽进入空冷岛冷却管路后，开启对应基本冷却管束单元6的风机5，除盐水就会凝结到对应基本冷却管束内壁，溶解内壁的氧化物，起到冲洗作用，没有开启的基本冷却管束单元6风机5温度高蒸汽不凝结，从而有针对性的对整个空冷岛的每个具体的基本冷却管束单元进行有针对性的冲洗，由于此时汽轮机组还在运转，所以启动适量的基本冷却管束单元6风机5，就可以满足汽轮机机组的需求，这样形成一个基本冷却管束单元冲洗的轮换，在冷凝水管路4上增加凝结水回收门3、凝结水排污门2和凝结水外排门1，这样就会形成动态凝结水的导流，不合格的凝结水外排，合格的凝结水直接回收，这样的系统直接切换省时、省力节省资源。
在原有的凝结水管路4加装凝结水外排门1、凝结水排污门2和凝结水回收门3配合使用，引导可回收凝结水，排出不合格凝结水。
、冲洗前机组具备的条件
此时锅炉吹管结束，吹管临时系统恢复完毕，汽轮机7调节保安系统调试完毕，具备整套启动条件，汽轮机7空冷岛连续热态冲洗管路已经按图1连接完毕。
3、空冷岛热态冲洗
步骤一：1）、关闭如图1所示的凝结水回收门3，30秒后打开凝结水外排门1，以使空冷岛凝结水能够全部外排。
2）、外排水箱补满水，汽轮机真空系统抽真空，投入汽封系统。
3）、锅炉热态冲洗合格后，逐渐提高锅炉蒸汽的压力，锅炉蒸汽通过汽轮机7的高、低压旁路系统将主蒸汽压力调整到8.0MPa、再热蒸汽压力达到1.0Mpa时汽轮机启动。
步骤二：从锅炉热态冲洗结束到汽轮机启动时整个过程约3小时，在此过程中经过汽轮机低压旁路后的蒸汽进入空冷岛，为了保证进入空冷岛的蒸汽温度，通过低压旁路减温水调整门将低压旁路后蒸汽温度控制在120～130℃之间，通过调整空冷岛各列风机运行数量将汽轮机真空控制在-70KPa；
1）此时测得低压旁路后进入空冷岛的蒸汽量是300 t/h，100％频率运行的单台风机5可以保证110 t/h的蒸汽流量时管路压力保持在-70KPa，经过公式（1）计算此时开启同一列基本冷却管束单元开3台风机5；
2）、在上述调整过程中，根据低压旁路后进入空冷岛的蒸汽量启动空冷岛某列中的3台风机5并保持100％频率运行，以维持汽轮机真空在-70KPa，风机5运行30分钟后，停止该风机5，启动本列基本冷却管束单元其他风机，同一列内的风机切换结束后，对排放废水进行采样，分析其中杂质（主要为铁杂质）的含量进行记录；
3）、然后启动下一列基本冷却管束单元风机停止该列基本冷却管束单元风机，对运行风机所对应的换热管束依次进行热态冲洗；
步骤三：1）、当锅炉蒸汽压力满足汽轮机启动时，汽轮机启动完毕后，进入空冷岛的蒸汽流量约600t/h，50％频率运行的单台风机可以保证90t/h的蒸汽流量时管路压力保持在-70KPa，此时7台空冷风机以50Hz运行，维持汽轮机真空在-70KPa，凝结水温度65℃左右；
2）、运行30分钟后分析化验水质，然后切换至下列基本冷却管束单元7台风机；
3）、所有56台风机对应的冷却管束单元第二次热态冲洗完毕后，水质化验结果显示铁含量均在2000ppb以上，水质全部不合格。
步骤四：对空冷岛每列进行轮换清洗，每列轮换清洗后进行重点清洗；
1）、此时水量剩余4000t，利用公式（2）计算：X -T/2 =Y，X数值由水箱水位传感器读数得到，其中：T=6000t，X=4000t，经计算Y=1000t，Y大于0，进行轮换清洗；
2）8列基本冷却管束单元风机，每列7台，单列7台风机运行15分钟后，经过公式2计算Y=875t，继续清洗下一列风机，第8列清洗完成后经过公式2计算Y=0，即剩余水量是3000t，基本冷却管束单元轮换清洗结束，基本冷却管束单元开始重点清洗；
5）保持一列7台风机50Hz运行，对当前7台风机对应的换热管束热态冲洗，继续冲洗60分钟后取样化验水质，取样后通过关小高低压旁路阀将机组真空升至-88KPa，凝结水温度降至46℃再次取样，此时进入空冷岛的蒸汽流量降至约400t/h，每隔5分钟取样化验1次，化验结果是第一次取样铁含量1200ppb，第二次取样铁含量780ppb，符合技术要求的低于1000 ppb的要求，满足回收条件；
6）一列满足清洗条件后利用公式（3）：X-T/3 =Y’对剩余除盐水量进行判断；
7）此时数据：T=6000t，X=2000t，经计算得出Y=0，停止重点清洗，由于剩余水量不足不在进行轮换，直接停止热态冲洗，凝结水回收。
9）、当被清洗列水样合格后，Y’≤0停止重点清洗；打开凝结水排污门，排污5分钟关闭排污门，然后关闭凝结水外排门1，30秒后缓慢打开凝结水回收门3，回收凝结水，此时不再对运行的风机进行切换。此时除盐水剩余2300t，除盐水机的制备和冷凝水的回收使剩余除盐水量有所回升，二号机组汽轮机已经成功启动，升速到3000r/min,开始进行汽机与电气专业的试验工作；
步骤五：除盐水制水量除满足两台机组正常运行损耗以外，每小时剩余约80t.经过大约40小时，除盐水存水量已经达到6000t，此时T=X，空冷岛继续进行基本冷却管束单元热态冲洗，此时机组电气试验已经结束，机组已经并网发电，带60MW负荷进行带负荷暖机为汽轮机超速试验做准备；将机组真空系统调节至重点清洗状态，关闭凝结水回收门3，打开凝结水外排门1，将运行风机切换至下列7台，锅炉增加燃料，开大高低压旁路，将汽轮机真空降低至-70KPa，运行30分钟后化验水质，重复步骤四、5）-8），继续清洗剩余列基本冷却管束单元，直至全部列基本冷却管束单元水样合格，全部水样合格后重复步骤四、9），完成空冷岛基本冷却管束单元热态冲洗。
还可以按照重点清洗的方法，即步骤四、5）-8），对每列冷却管束单元进行1～2遍的热态冲洗，8列7行共56个冷却管束单元全部冲洗合格。冲洗结果见表1：
此次冲洗历时5小时，用除盐水4000t，机组仍带60MW负荷运行。
表1：沙河电厂2号机组空冷岛热态冲洗情况记录表
空冷岛冲洗合格后，按以前所述凝结水回收，汽轮机进行机械超速试验。二号机组空冷岛热态冲洗共需除盐水9000t，整个冲洗期间，对汽机、电气的启动、试验及带负荷工作丝毫未产生影响。而按照传统方法冲洗的一号机组，整个空冷岛热态冲洗期间，由于等待除盐水制水停炉两次，空冷岛热态冲洗完毕恢复临时系统停炉一次；一号机组等待除盐水停炉再启动后，由于空冷岛未冲洗合格，又重新氧化生锈，冲洗时间大大延长，共需除盐水量17000t。二号机组整个空冷岛冲洗比一号机组至少节约300万元。
Claims (2)
1.一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤一、冲洗准备：
1）水箱补满水，汽轮机真空系统抽真空；
2）关闭凝结水回收门，30秒后打开凝结水外排门；
3）冲洗合格后锅炉逐渐提高锅炉蒸汽的压力，蒸汽通过汽轮机的高、低压旁路系统将主蒸汽压力调整到汽轮机启动压力时汽轮机启动；
步骤二、初洗：
1）在汽轮机启动过程中，蒸汽经过汽轮机低压旁路进入空冷岛，调整空冷岛风机运行数量将汽轮机真空控制在-70Kpa；
按公式（1）调整空冷岛风机运行数量，设：进入空冷岛的蒸汽量为L，单台风机运转能保持汽轮机真空在-70KPa的最大蒸汽量为L’， 风机数为M：
公式（1）
在公式（1）中：
L 的单位是吨/小时，由测量所得；
L’ 的单位是吨/小时，由设备参数表所得；
M的单位是台；
2）30分钟后关闭开启状态的风机，开启同一列基本冷却管束单元的下一组M台风机，依次循环完成一列风机的轮换；
3）剩余列风机重复步骤二中的1）-2）步，完成整个空冷岛的第一遍基本冷却管束单元热态冲洗；
步骤三、冲洗：
1）汽轮机启动完毕后，蒸汽经过汽轮机和低压旁路进入空冷岛，启动空冷岛某一列基本冷却管束单元风机，调整风机运行负荷，将汽轮机真空控制在-70Kpa；
2）运行30分钟后，关闭该列基本冷却管束单元风机；
3）剩余列风机依次重复步骤三中的1）-2）步，完成整个空冷岛基本冷却管束单元的第二遍热态冲洗；
步骤四、精洗：
对空冷岛进行轮换清洗，轮换清洗后进行重点清洗；
1）使用公式（2）对除盐水剩余量判断：
设：水箱设计储水量为T，水箱实际剩余水量为X；
X -T/2 =Y 公式（2）
在公式（2）中：
T单位是吨，是水箱设计储水量；
X单位是吨，水箱水位传感器读数得到；
Y＞0继续轮换清洗，Y≤0停止轮换清洗；
2）启动空冷岛某一列基本冷却管束单元风机调整风机运行负荷，将汽轮机真空控制在-70Kpa；
3）运行15分钟后，关闭该列风机，开启下一列基本冷却管束单元风机；
4）剩余列风机依次重复步骤四中的1-2步，直至Y小于0停止轮换清洗，开始重点清洗；
5）保持汽轮机真空控制在-70Kpa，该列热态冲洗60分钟后调整高低压旁路阀将机组真空升至-88KPa，检测凝结水水样，直至水样合格；
6）当每一列基本冷却管束单元清洗合格后利用公式（3）对水量进行判断：
X-T/3 =Y’ 公式（3）
在公式（3）中：
T单位是吨，是水箱设计储水量；
X单位是吨，水箱水位传感器读数得到；
Y’＞0继续重点清洗，Y’≤0停止重点清洗；
7）水样合格后，Y’大于0继续重点清洗，关闭该列基本冷却管束单元风机，更换开启下一列基本冷却管束单元风机，调整高低压旁路阀恢复汽轮机真空控制在-70Kpa，进行热态冲洗；
8）剩余列基本冷却管束单元风机依次重复步骤四中的5）-6)步，直至Y’小于0停止重点清洗；
9）当被清洗列水样合格后，Y’小于0停止重点清洗；打开凝结水排污门，5分钟后关闭凝结水外排门，关闭凝结水外排门0.5分钟后缓慢打开凝结水回收门，回收凝结水，关闭凝结水排污门，风冷岛风机不进行切换，风冷岛正常运转；
步骤五、补洗：
检测水箱实际储水量，当X=T时；
打开凝结水外排门，关闭凝结水回收门，重复步骤四、5）-8），继续清洗剩余列风机，直至全部列水样合格，全部水样合格后重复步骤四、9），完成空冷岛基本冷却管束单元热态冲洗。
2.根据权利要求1所述的一种不受除盐水量制约的空冷岛热态冲洗法，其特征在于：步骤二：1）中通过低压旁路减温水调整门将低压旁路后蒸汽温度控制在120～130℃之间。
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