CN201016637Y - 大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型由空压机、洗珠料仓组成，在洗珠料仓中装有洗珠，洗珠料仓与设在空冷散热器翅片一侧的吹扫喷头连通；设在翅片另一侧的负压回收吸头与分离除尘器连通；分离除尘器除尘部分与排气风机连通，分离部分与清洗罐、干燥罐连通，干燥后的洗珠回送到洗珠料仓。本实用新型将传统吹扫装置的吹扫介质——高压除盐水，改为含有一定洗珠浓度的高速空气对翅片进行吹扫，吹扫效率高、效果好；吹扫过程中不用水，可节约大量水资源；工作安全可靠，不会对其它带电设备产生影响；洗珠可回收再利用，运行成本低；清洗不污染环境，不受季节和天气影响，改善工人的工作环境和工作条件。具有推广价值，推广应用后将产生较大的社会环境效益和经济效益。

Description

大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置

技术领域

本实用新型涉及火电、核电等电站汽轮机凝汽器的空冷散热器，以及石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、制药等多种行业换热器的空气冷却系统，具体说是一种大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置。

背景技术

汽轮发电机组的汽轮机排汽(以下简称排汽)冷却凝结系统按其所用冷却介质可分为以水为冷却介质的湿式冷却系统和以空气为冷却介质的干式冷却系统。目前，国内外电站汽轮机凝汽器绝大多数都是用水来冷却排汽，即湿式冷却系统；在严重缺水地区则是以空气取代水来冷却捧汽，即干冷系统(也称空冷)。干式冷却系统按其冷却介质与排汽之间的换热方式又可分为直接干冷系统、间接干冷系统和干-湿并列系统三种类型。无论那一种形式，都离不开关键设备-空冷散热器，即将汽轮机排汽潜热捧往环境的空气冷却换热器。

空冷机组近十几年在我国尤其是在北方“富煤缺水”地区得到广泛的推广应用。据相关资料，仅“十一五”期间，我国发展的空冷机组将达到26.4GW。由于空冷散热器露天放置，所处环境风沙大，换热面灰沉积、杂物附着是难以避免的，目前唯一的对策是进行定期吹扫。运行经验表明，一次有效吹扫，最高可使背压下降8kPa左右。国产引进型300MW机组的调查分析表明，机组排汽压力上升1kPa，可导致供电煤耗提高约2.5g/kwh，由此不难看出，空冷散热器的有效吹扫对空冷电站降耗的重要作用。

目前，国内外在大型空冷系统的空冷散热器清扫上，虽有高压水冲洗和高压空气吹扫两种方法，但由于后者造成的二次污染大，故国内各空冷电厂都采用每年一次性(这是由于季节和气候的限制)的高压水(10MPa和6MPa)冲洗。高压水冲洗的效果明显，而且容易控制。但也非常明显的存在下述缺点：

1、高压水清扫时间长、耗水量巨大。我国空冷电厂多处于干旱、寒冷的“三北”地区，冬季结冰时间长达全年的一半左右。为防止冻害，不得不把清扫时间定在春夏之交。由于清扫效率低，全部清扫一遍的时间长(以云冈热电2×200MW为例，全部清扫一遍的时间长达两个月左右)、耗水量巨大(以大同二发电600MW空冷机组为例，清洗用水量达14000多吨)。而且为不使清洗水造成空冷散热器的腐蚀、结盐垢，清洗水需先经过水处理为除盐水以后才可使用，在一定程度上违背了空冷的节水初衷，降低了空冷的经济、社会效益。

2、高压水清扫事故隐患多、污染大。直接空冷的重要优点之一是节省占地，一般均将主变、高压配电设备等布置在空冷岛平台下方。在高压水清扫中，冲洗空冷散热器外表面后的污水将直接落到下面的高压配电设备的外绝缘上，极易造成电气设备的污闪事故；如果冲洗后的水落到空冷风扇电机上，则易造成相间或对地短路故障。同时，空冷散热器平台下方的高压配电设备不仅受到周围环境的污染，而且还受到空冷散热器外表面冲洗污水的污染，两者叠加，导致积污更为严重。

因此，清扫时电厂多采用如下规程：冲洗前，要首先停止欲清扫单元的风机，用塑料布把风机电机、灯罩等装置包好，然后进行该单元的清洗；冲洗完该单元后，检查单元内的杂物是否已经清理干净后再取掉塑料布，通知启动该单元的风机工作；之后再停止下一个单元的风机进行清扫，如此反复重复以上操作，才能完成整个空冷散热器的清洗，操作复杂、清洗效率非常低。

3、高压水清扫的劳动强度大。直接空冷系统的空冷散热器多布置在40米左右的空冷岛平台上，面积非常庞大(如某600MW机组的空冷散热器的换热面积高达168万平方米)；尤其是我国西北地区，风沙大、气候恶劣、工作条件很差。工人要对整个换热面进行一次清扫，得在长达两个多月的时间里露天操作，劳动强度大，劳动效率十分低。

4、高压水清扫的效果不够理想。如果不停机清洗，由于高压水的清扫方向与鼓风式空冷散热器的正常空气流向相反，且多有一定夹角，严重破坏了正常的空气流场，甚至于有短时间、小范围内堵住了空气流，降低了空气的冷却效果；又由于清扫时间多在风沙大的春夏之交，经常有杂草、飞絮等杂物粘附在空冷散热器的翅片之间或骑附在翅片两侧，与翅片纵向有一定夹角的高压水流对此往往不能有效清除。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种节约用水、清扫效果好、工作效率高，提高企业运行经济性、提高工作效率的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：

这种大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，由空压机、与空压机的洗珠加速风输出管连通的洗珠料仓组成，其特点是在洗珠料仓中装有洗珠，洗珠料仓的洗珠输出管与吹扫喷头连通，吹扫喷头的喷嘴设置在空冷散热器翅片的一侧；在空冷散热器翅片的另一侧与吹扫喷头的喷嘴对应设置负压回收吸头，负压回收吸头的回收输出管与分离除尘器连通；分离除尘器的排尘管与排气风机连通，分离除尘器的洗珠回收管与清洗罐的洗珠进入管连通，清洗罐的洗珠排出管与干燥罐的清洗洗珠进入管连通，干燥罐的干燥洗珠排出管经洗珠回送管与洗珠料仓连通，干燥洗珠排出管与空压机的洗珠回收风输出管连通。

所述的洗珠应是其硬度低于空冷散热器翅片硬度的，平均粒径低于翅片间距一个数量级的，塑料或合成树脂等材料的固体颗粒。

所述的吹扫喷头安装在空冷散热器翅片一侧设置的沿纵向轨道移动的吹扫小车上，负压回收吸头安装在与吹扫喷头所在位置相对应的空冷散热器翅片的另一侧设置的沿纵向轨道移动的与吹扫小车同步运行的回收小车上，纵向轨道固定在可沿空冷散热器翅片横向移动的横向行走桁架上，横向行走桁架活动安装在横向轨道中。

所述的吹扫喷头的喷嘴形状呈扁平矩形以适合向翅片吹扫，喷嘴端部设有硬毛刷，使其与翅片既能保持密切接触又不刮伤翅片，使洗珠不外泄、吹扫效率高，吹扫喷头的入口与吹扫喷头的喷嘴之间呈“天圆地方”变化结构。

所述的负压回收吸头的吸嘴大于吹扫喷头的喷嘴，并呈与吹扫喷头的喷嘴形状相对应的扁平矩形，吸嘴端部设有硬毛刷，负压回收吸头的吸嘴与负压回收吸头的出口之间呈“天圆地方”变化结构。负压回收吸头的吸嘴可以完全覆盖吹扫喷头的喷嘴，保证吹扫喷头吹出的污垢不会外漏，被完全回收。

所述的分离除尘器的回收管内设有百叶窗式折流板，百叶窗式折流板的下面设有与回收管连通的洗珠回收管，百叶窗式折流板的后面设有与回收管连通的除尘管，除尘管经布袋除尘器与排气风机连通。为了提高分离效果，在百叶窗式折流板的下面的回收管内还可设有斜置滤筛。

所述的清洗罐的上部设有下喷清洗喷头，清洗罐的底部设有污水排水管，清洗罐的两侧设有相对应的相同倾斜方向的洗珠进入管和洗珠排出管，在洗珠进入管和洗珠排出管之间设有相同倾斜方向的滤筛。为了提高清洗效果，在滤筛的下部还可设有上喷清洗喷头。

所述的干燥罐的顶端设有排气口，在排气口的下面设有档板，干燥罐的底部设有干燥洗珠捧出管，干燥罐的侧面设有倾斜的清洗洗珠进入管，在清洗洗珠进入管的下面设有热风喷嘴，热风喷嘴与热风机连通。

本实用新型是将传统吹扫装置的吹扫介质——高压除盐水水流，改为含有一定洗珠浓度的高速空气气流。空压机提供的压缩空气经洗珠加速风输出管进入洗珠料仓，使洗珠和高速气流充分混合、加速，形成含有一定浓度洗珠的高速气流，由吹扫喷头高速喷向空冷散热器翅片表面，对空冷散热器翅片进行“顺向”吹扫，达到对空冷散热器进行清扫的目的，所谓“顺向”是指吹扫方向和冷却空气方向相一致。

本实用新型还包括洗珠的回收和再利用，在吹扫喷头的对面设有负压回收吸头将洗珠及清扫下来的污垢回收，在排气风机产生的负压的作用下洗珠及污垢被吸入分离除尘器，分离除尘器既对洗珠和含污垢气流进行分离，又对含污垢气流进行除尘；分离出的洗珠进入清洗罐清洗后进入干燥罐干燥，经干燥后的洗珠再由压缩空气输送回洗珠料仓重新利用；分离出的污垢经除尘后清除。

本实用新型构思新颖独特，综合利用了现有通用的喷砂、气力输送、分离和除尘等工艺和设备，技术成熟，易于实施。

本实用新型的有益效果在于：

1、节约水资源。由于本实用新型所采用的吹扫介质为空气和洗珠混合的高压气流，空气取之不完，用之不尽，洗珠可回收重复利用，除回收清洗洗珠过程中需少量用水外(洗珠清洗水也可经处理后重复使用)，整个干式吹扫装置的耗水几乎为零，大大节约了水资源。

2、清扫效率高、效果好、安全可靠。本实用新型的吹扫喷头可贴近空冷散热器翅片表面，进行“顺向”吹扫，吹扫效率高；由于几乎不受季节和天气影响，可按收益最大化原则进行优化吹扫周期，效果好；清洗过程中不用水，不会对其它带电设备产生影响。

3、洗珠可回收再利用，运行成本低。本实用新型可以回收吹扫介质中的洗珠，洗珠经分离除尘、清洗、干燥后循环再利用。

4、不污染环境，综合效益好。本实用新型的清洗不污染环境，又基本上不受季节和天气的限制，也不会对电气设备的运行产生任何影响，易于实现优化清扫，改善工人的工作环境和工作条件，从而使得散热器始终处于最佳经济运行状态，提高整个机组的效率。

因此，本实用新型具有极大的推广价值，推广应用后将产生较大的社会环境效益和经济效益。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图2是吹扫喷头和负压回收吸头与空冷散热器的安装结构示意图。

图3是图2的A向吹扫喷头与空冷散热器的安装平面结构示意图。

图4是吹扫喷头的结构示意图。

图5是图4的右视结构示意图。

图6是负压回收吸头的结构示意图。

图7是图6的左视结构示意图。

图8是分离除尘器的结构示意图。

图9是清洗罐的结构示意图。

图10是干燥罐的结构示意图。

图中：1空压机、2洗珠料仓、3洗珠输出管、4吹扫喷头、4-1喷嘴、4-2喷嘴硬毛刷、4-3吹扫喷头入口、5空冷散热器翅片、6负压回收吸头、6-1吸嘴、6-2吸嘴硬毛刷、6-3负压回收吸头出口、7回收输出管、8分离除尘器、8-1回收管、8-2百叶窗式折流板、8-3除尘管、8-4布袋除尘器、8-5斜置滤筛、9排尘管、10排气风机、11洗珠回收管、12清洗罐、12-1下喷清洗喷头、12-2污水排水管、12-3滤筛、12-4上喷清洗喷头、13洗珠进入管、14洗珠排出管、15干燥罐、15-1捧气口、15-2档板、15-3热风喷嘴、16清洗洗珠进入管、17干燥洗珠排出管、18洗珠回送管、19排风机、20热风机、21洗珠加速风输出管、22洗珠回收风输出管、23纵向轨道、24吹扫小车、25回收小车、26横向行走桁架、27横向轨道。

具体实施方式

下面结合附图和给出的实施例对本实用新型作进一步描述。

参照图1，这种大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，由空压机1、与空压机的洗珠加速风输出管21连通的洗珠料仓2组成，在洗珠料仓中装有洗珠，洗珠料仓的洗珠输出管3与吹扫喷头4连通，吹扫喷头的喷嘴设置在空冷散热器翅片5的一侧；在空冷散热器翅片的另一侧与吹扫喷头的喷嘴对应设置负压回收吸头6，负压回收吸头的回收输出管7与分离除尘器8的回收管连通；分离除尘器的排尘管9与排气风机10连通，分离除尘器的洗珠回收管11与清洗罐12的洗珠进入管13连通，清洗罐的洗珠排出管14与干燥罐15的清洗洗珠进入管16连通，干燥罐的干燥洗珠排出管17经洗珠回送管18与洗珠料仓连通，干燥洗珠排出管与空压机的洗珠回收风输出管22连通。

图2、3给出的是常见的空冷散热器的“A”型布置示意图。在工程上亦称“冷却三角”，为空冷散热器的一个单元，一般布置在标高35-45米的空冷岛平台上。在“A”的两个斜面布置带有金属翅片的空冷散热器，吹扫喷头安装在“A”字形空冷散热器的内侧，负压回收吸头安装在与吹扫喷头所在位置相对应的“A”字形空冷散热器的外侧，两者分别由可沿纵向轨道23移动的吹扫小车24和回收小车25带动同步运动，纵向轨道固定在可沿散热面横向移动的横向行走桁架26上，横向行走桁架以滚动轮安装在位于散热面的顶端和底部的两条平行的横向轨道27中，可在横向轨道上作横向移动。负压回收吸头一侧的安装结构与吹扫喷头一侧相对称(附图中省略)。选用已有的电气控制方法和设备可以很方便的实现吹扫小车与回收小车，也就是吹扫喷头和负压回收吸头在空冷散热器的两侧，沿空冷散热器的整个表面同步运行，从而对空冷散热器的整个表面进行吹扫和回收。

吹扫喷头的结构如图4、5所示，吹扫喷头的喷嘴4-1的形状呈扁平矩形，喷嘴端部设有喷嘴硬毛刷4-2，吹扫喷头的入口4-3与吹扫喷头的喷嘴之间4-4呈“天圆地方”变化结构。

负压回收吸头的结构如图6、7所示，负压回收吸头的吸嘴6-1大于吹扫喷头的喷嘴，并呈与吹扫喷头喷嘴形状相对应的扁平矩形，吸嘴端部设有吸嘴硬毛刷6-2，负压回收吸头的吸嘴与负压回收吸头的出口6-3之间6-4呈“天圆地方”变化结构。

分离除尘器的结构如图8所示(同时参照图1)，在分离除尘器的弯曲形回收管8-1内设有百叶窗式折流板8-2，在百叶窗式折流板的下面的回收管内设有斜置滤筛8-5，与回收管连通设有洗珠回收管11；百叶窗式折流板的后面设有与回收管连通的弯曲形除尘管8-3，除尘管经布袋除尘器8-4、排尘管9与排气风机10连通。回收的洗珠和含有污垢的气流进入分离罐后，洗珠被百叶窗式折流板和斜置滤筛按比重分离出来从洗珠回收管送入清洗罐；经分离后的污垢被排气风机形成的负压输送到布袋除尘器净化，布袋除尘器中的污垢定期清除。

清洗罐的结构如图9所示(同时参照图1)，清洗罐的上部设有下喷清洗喷头12-1，清洗罐的底部设有污水排水管12-2，清洗罐的两侧设有相对应的相同倾斜方向的洗珠进入管13和洗珠排出管14，在洗珠进入管和洗珠排出管之间设有相同倾斜方向的滤筛12-3，在滤筛的下部设有上喷清洗喷头12-4。进入清洗罐的洗珠在以一定角度斜置的滤筛中向下滑动，同时滤筛上下以多个清洗喷头向缓慢滑动的洗珠冲刷以清洁洗珠，经清洗后的洗珠由洗珠排出管进入干燥罐。清洗水由清洗罐底部污水排水管排出，经处理后循环使用。

干燥罐的结构如图10所示(同时参照图1)，干燥罐的顶端设有排气口15-1，在排风口的下面设有档板15-2，干燥罐的底部设有干燥洗珠排出管17，干燥罐的侧面设有倾斜的清洗洗珠进入管16，在清洗洗珠进入管的下面设有热风喷嘴15-3。为保证回收后的洗珠有较好的流动性，本实用新型中设置了干燥罐，进入干燥罐的洗珠被热风机20提供的从热风喷嘴喷出的热风干燥，蒸发的水汽由干燥罐上部的捧气口由捧风机19排出，为防止洗珠被带出，排气口下面设置档板，干燥后的洗珠由干燥罐下面的干燥洗珠排出管排出，由空压机的洗珠回收风输出管提供的气源压送到洗珠回送管18后送回洗珠料仓。

洗珠选用低于空冷散热器翅片硬度的，平均粒径低于翅片间距一个数量级的，塑料或合成树脂等材料的固体颗粒。目前翅片间距范围在2-8mm之间，因此选用低于空冷散热器翅片硬度的平均粒径0.2-0.8mm的塑料或合成树脂等材料的固体颗粒。

本实用新型容易实施，本专业的技术人员根据本实用新型的技术方案和被清扫空冷散热器的具体运行情况，再选用已有的(例如进料加速喷嘴、节流阀、物料阀等)通用器件和设备，经设计、调整均能达到洗珠和高速气流的充分混合、加速以及调节压缩空气的气压、洗珠的浓度等，实现对空冷散热器的最佳清扫。

本申请人在某空冷散热器单元上安装了一套空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，对空冷散热器翅片进行吹扫试验。干式吹扫装置的主要技术指标如下：

空冷散热器翅片：间距2.8mm、高度19mm、宽度200mm、厚0.35mm；材质为铝；硬度莫氏0.8。

经化验翅片上的污垢成分为：SiO₂、Te₂O₃、AL₂O₃、CaO、MgO、SO₄ ^2-、cl^-等。

空压机：压缩空气压力0.8-1.0MPa；流量为2-8m³/min。

洗珠：合成树脂颗粒，平均粒径0.2mm，成正态分布；耗洗珠量5-10kg/min(连续可调)；莫氏硬度在3.5-4.0之间。

吹扫喷头：喷嘴长40mm、宽9mm；距翅片的距离：20mm。

负压回收吸头：吸嘴长60mm、宽20mm；距翅片的距离：20mm。

经吹扫试验显示，用合成树脂颗粒作洗珠不会破坏翅片金属表面，其吹扫效率达90-95％，可以节约大量水资源、安全可靠，不会对其它带电设备产生影响、清洗过程中不污染环境、不受季节和天气的影响，改善了工人的工作环境和条件，使空冷散热器翅片经常保持相对的清洁状态，从而始终保证机组的高效率、最佳经济运行状态，效果理想。

Claims (10)

1.一种大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，由空压机、与空压机的洗珠加速风输出管连通的洗珠料仓组成，其特征在于在洗珠料仓中装有洗珠，洗珠料仓的洗珠输出管与吹扫喷头连通，吹扫喷头的喷嘴设置在空冷散热器翅片的一侧；在空冷散热器翅片的另一侧与吹扫喷头的喷嘴对应设置负压回收吸头，负压回收吸头的回收输出管与分离除尘器连通；分离除尘器的排尘管与排气风机连通，分离除尘器的洗珠回收管与清洗罐的洗珠进入管连通，清洗罐的洗珠排出管与干燥罐的清洗洗珠进入管连通，干燥罐的干燥洗珠排出管经洗珠回送管与洗珠料仓连通，干燥洗珠排出管与空压机的洗珠回收风输出管连通。

2.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于洗珠是平均粒径低于翅片间距一个数量级的，塑料或合成树脂材料的固体颗粒。

3.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于吹扫喷头安装在空冷散热器翅片一侧设置的沿纵向轨道移动的吹扫小车上，负压回收吸头安装在与吹扫喷头所在位置相对应的空冷散热器翅片的另一侧设置的沿纵向轨道移动的与吹扫小车同步运行的回收小车上，纵向轨道固定在可沿空冷散热器翅片横向移动的横向行走桁架上，横向行走桁架活动安装在横向轨道中。

4.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于吹扫喷头的喷嘴形状呈扁平矩形，喷嘴端部设有硬毛刷，吹扫喷头的入口与吹扫喷头的喷嘴之间呈“天圆地方”变化结构。

5.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于负压回收吸头的吸嘴大于吹扫喷头的喷嘴，并呈与吹扫喷头的喷嘴形状相对应的扁平矩形，吸嘴端部设有硬毛刷，负压回收吸头的吸嘴与负压回收吸头的出口之间呈“天圆地方”变化结构。

6.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于分离除尘器的回收管内设有百叶窗式折流板，百叶窗式折流板的下面设有与回收管连通的洗珠回收管，百叶窗式折流板的后面设有与回收管连通的除尘管，除尘管经布袋除尘器与排气风机连通。

7.根据权利要求1或6所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于在分离除尘器百叶窗式折流板下面的回收管内设有斜置滤筛。

8.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于清洗罐的上部设有下喷清洗喷头，清洗罐的底部设有污水排水管，清洗罐的两侧设有相对应的相同倾斜方向的洗珠进入管和洗珠排出管，在洗珠进入管和洗珠排出管之间设有相同倾斜方向的滤筛。

9.根据权利要求1或8所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于在清洗罐滤筛的下部设有上喷清洗喷头。

10.根据权利要求1所述的大型空冷系统空冷散热器的干式吹扫装置，其特征在于干燥罐的顶端设有排气口，在排气口的下面设有档板，干燥罐的底部设有干燥洗珠排出管，干燥罐的侧面设有倾斜的清洗洗珠进入管，在清洗洗珠进入管的下面设有热风喷嘴，热风喷嘴与热风机连通。

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