一種汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統，其特征是：針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統，在凝汽器的出口處設置沉淀池，沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在沉淀池的底部排出的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；固體顆粒是密度為1～2g/cm3的陶粒沙。本實用新型針對閉式循環水系統，用陶粒沙模擬開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，可以大大減輕膠球清洗裝置的負擔，保持管束清潔并防止腐蝕，甚至完全替代膠球清洗裝置。
【專利說明】一種汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及火電機組中針對汽輪機凝汽器的清潔系統，通過清潔減少管束結垢和腐蝕。
【背景技術】
[0002]火電機組節能工作意義重大。火電機組的節能工作中，降低汽輪機背壓有極為重要的地位，一般地，對于濕冷機組，背壓降低lkPa，機組能耗降低0.6?2%，即大約2?6g/(kW.h)，隨機型和負荷變化而不同；凝汽器端差增加1°C，則機組煤耗增加lg/(kW.h)或更多。對于I臺600MW機組，可以認為，煤耗增加lg/(kW.h)，則每年增加的燃料消耗價值250Jl 7X1 ο
[0003]汽輪機背壓是由循環水溫、溫升、凝汽器端差決定:
[0004]Ts=Tl+Δ T+ δ t
[0005]其中:
[0006]Ts為與凝汽器壓力即汽輪機背壓對應的飽和溫度，°C;
[0007]Tl為循環水溫度，V ;對于開式循環水系統，為環境水體溫度，對于閉式循環水系統，取決于循環水量、冷卻塔性能和凝汽器熱負荷；
[0008]Δ T為循環水溫升，V ;取決于凝汽器熱負荷與循環水量；
[0009]δ t為凝汽器端差，V ;真空嚴密性不好，或者凝汽器管束結垢，都會增加熱阻，增加凝汽器端差。尤其是后者，是目前大型火電機組比較普遍存在的問題。
[0010]汽輪機背壓Pn由Ts根據水蒸氣性質表或公式獲得。
[0011 ] 在濕冷機組中，大多數配置閉式循環水系統。濕冷機組中，凝汽器都配備膠球清洗裝置，通常以每天I?2小時定期對凝汽器管束進行清洗。
[0012]在我國，汽輪機循環水系統有兩種形式，分別為汽輪機閉式循環水系統和汽輪機開式循環水系統，位于長江沿岸和海邊的火電機組通常采用汽輪機開式循環水系統。所謂汽輪機開式循環水系統是以江水或海水作為冷卻水，在凝汽器中完成換熱后回到環境水體。實際運行中，這一形式中凝汽器的工作狀態一般比較好，其原因是水體中存在江沙或海沙，沙子凝汽器及管束等設備具有很好的清洗作用。在這些火機組中，一部分已經拆除膠球清洗裝置。
[0013]汽輪機閉式循環水系統中的循環冷卻水是從環境水源中取出后，需經過沉淀和加藥等處理后再進入循環水系統，在凝汽器中完成換熱后，進入冷卻塔冷卻，再由循環水泵打入凝汽器，實現對循環水的反復使用。這種系統水質相對干凈，僅含有少量污泥和污垢，幾乎沒有沙子，實際運行中，膠球清洗裝置必須保持在良好的狀態，并經常使用。但實際上，由于設計、制造、運行、維護等方面的原因，國內大機組的膠球清洗裝置，目前仍有相當一部分狀態并不理想。國內大型火電機組的凝汽器中，有相當比例的清潔系數較低，對背壓和機組能耗有明顯的不利影響。對于銅管束，一般設計清潔系數為0.8?0.85，對于不銹鋼管束，設計清潔系數一般為0.85?0.9，但實際很多大機組的凝汽器清潔系數長期維持在0.5?0.6的低水平上，背壓相應升高達IkPa的級別，帶來很大損失。
實用新型內容
[0014]本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，針對汽輪機閉式循環水系統提供一種汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統，以模擬汽輪機開式循環水系統中沙子的清潔作用，達到降低汽輪機背壓，降低機組能耗，同時減少管束結垢和腐蝕的實用新型目的。
[0015]本實用新型為解決技術問題采用如下技術方案:
[0016]本實用新型汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統的特點是:針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統，在所述凝汽器的出口處設置沉淀池，所述沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在所述沉淀池的底部排出的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；所述固體顆粒是密度為I?2g/cm3的陶粒沙。
[0017]本實用新型汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統的特點也在于:所述陶粒沙的粒徑為0.5?5mm，并小于汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
[0018]本實用新型汽輪機閉式循環水系統中凝汽器的清潔方法的特點是:
[0019]針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水；
[0020]在所述凝汽器的出口處設置沉淀池，沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在沉淀池中得到沉淀的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；
[0021]所述固體顆粒是密度為I?2g/cm3的陶粒沙。
[0022]本實用新型汽輪機閉式循環水系統中凝汽器的清潔方法的特點也在于:所述陶粒沙的粒徑為0.5?5mm，并小于汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑；所述含固體顆粒循環水是在循環水中按50?300ppm的比例加入陶粒沙。
[0023]與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在:
[0024]1、本實用新型針對汽輪機閉式循環水系統，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，可以大大減輕膠球清洗裝置的負擔，保持管束清潔并防止腐蝕，甚至完全替代膠球清洗裝置。膠球裝置運行一年所損失的膠球價值要達到10萬元級別，本實用新型篩選后的陶粒，價格也不過四千元/噸，一年費用不會超過兩萬，顯然，本實用新型實施成本大大低于膠球清洗裝置。
[0025]2、本實用新型陶粒沙密度取為I?2g/cm3，其大于等于水的比重，清潔效果好。
[0026]3、本實用新型通過設置沉淀池，使固體顆粒僅僅在凝汽器中進行循環，并不進入冷卻塔，避免了由于固體顆粒的比重大于等于水而在冷卻塔中形成沉淀，因而實現對凝汽器的反復清洗，也減少了系統中固體顆粒的投入量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型所針對的汽輪機閉式循環水系統示意圖。
【具體實施方式】[0028]參見圖1，本實施例中汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統結構設置為:
[0029]針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統構成的汽輪機閉式循環水系統，在凝汽器的出口處設置沉淀池，沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在沉淀池的底部排出的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；固體顆粒是密度為I?2g/cm3的陶粒沙，選擇陶粒沙的粒徑為0.5?5mm，并小于汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
[0030]本實施例中汽輪機閉式循環水系統中凝汽器的清潔方法是:
[0031]針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統，模擬汽輪機開式循環水系統中沙子對管束的清潔作用，在汽輪機閉式循環水系統的循環水中加入固體顆粒，形成含固體顆粒循環水；在凝汽器的出口處設置沉淀池，沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在沉淀池中得到沉淀的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；固體顆粒是密度為I?2g/cm3的陶粒沙；陶粒沙的粒徑為0.5?5mm，并小于汽輪機閉式循環水系統中各處濾網孔洞的直徑；所述含固體顆粒循環水是在循環水中按50?300ppm的比例加入陶粒沙。
[0032]本實施例中的汽輪機閉式循環水系統是指配備有冷卻塔、冷卻水循環使用的水系統。這種系統在國內火電機組中比例最大。
[0033]對于的固體顆粒，按如下要求進行選擇:
[0034]材料:選擇為無機材料、不腐爛、遇水不變軟、不膨脹。
[0035]密度:在汽輪機開式循環水系統中，沙子被循環水裹挾著不斷進入凝汽器，對管束進行沖刷，即便沙子密度達到2g/cm3，由于I?2m/s的水速裹挾，并不會沉降，基于此，本實用新型選擇固體顆粒的密度為I?2g/cm3。
[0036]尺寸:為了實現有效沖刷，固體顆粒的尺寸不應太小，但為了防止冷卻塔的噴嘴堵塞、并能順利通過系統中用于對其它設備進行冷卻的開式水系統，其尺寸不能達到厘米級。因此，加入的固體顆粒以0.5?5_的粒徑為好，并小于汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑，以防止因濾網孔洞堵塞而導致換熱器斷水。
[0037]硬度:對于不銹鋼管束，加入的固體顆粒可以較硬，但對于較軟的銅管束，顆粒硬度不應顯著大于銅管，以防止劃傷管束。總體上，和管束材料硬度應基本相同。沙子、石英沙一類的固體顆粒，只要沒有尖銳的邊角，并接近球形，就可以避免對凝汽器管束的損傷。
[0038]形態:加入的固體顆粒不應有尖銳的邊角，可以是封閉孔型的多孔形態，接近球形較好。
[0039]目前市場上廉價的球形陶粒沙是符合以上要求的首選，I?2g/cm3的密度值是常見的陶粒沙密度。這個密度大約為江沙的1/2，因此，從體積的角度看含沙率，則50?300ppm的陶粒,大體相當于100?600ppm的江沙，陶粒沙密度越大則強度越大。較大的密度，有利于增強清洗效果。
[0040]所選陶粒沙的密度大于lg/cm3，但由于水的流速，其在水流中并不會沉降，出凝汽器后，通過淺沉裝置進行沉降、收集，再利沙泵輸送到凝汽器進水口，實現反復循環清洗。
[0041]此外，每臺機組的循環水系統，不論是開式或閉式循環水系統，都包含一個開式冷卻水系統，即開式水系統，開式水系統是指在機組運行中，利用循環水的一小部分作為冷卻水，對冷油器、真空泵換熱器等多個換熱器進行冷卻。[0042]本實施例通過增加陶粒沙的密度來增加陶粒沙的強度，并進一步強化清洗能力。同時，由于冷卻塔底部水池內水速很低，因此，較重的陶粒砂一旦進入冷卻塔會在冷卻塔中沉入水底，無法繼續循環，為避免這一情況的發生，在凝汽器出口設置的沉淀池將陶粒沙進行沉降和收集，直接向凝汽器進行循環，這一結構設置使固體顆粒僅僅在凝汽器中進行循環，由于循環范圍的減小，也減少了固體顆粒的投入量。
[0043]沉淀池為一淺沉裝置，其廣泛應用于水處理工程實踐，簡單、可靠。斜板或斜管式沉淀池是占地最少、應用廣泛的沉淀池。對于300MW機組，約40000t/h的最大循環水量，大約需要IOOm2面積的沉淀池。
[0044]運行管理要求:
[0045]在環境溫度較低的冬季，火電機組一般采用最小的循環水量。但由于沖刷、清洗需要一定的水速，因此，即使在寒冷的冬季，也需要定期短時間以春秋季節的循環水調度方式進行運行，以保持凝汽器管束有效清潔，并延緩管束腐蝕。
[0046]—些北方機組，循環水水源為地下水，硬度較大，一旦凝汽器管束結上硬垢，則膠球清洗裝置無能為力，陶粒沙的清洗效果則有待驗證，但在污垢尚未結硬時，陶粒沙的清洗效果是有保障的。對這些機組，可以在新機組建設或機組大修中，管束清潔的條件下，加入陶粒沙清洗，可以有效防止硬垢形成。
【權利要求】
1.一種汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統，其特征是:針對包括有冷卻塔、凝汽器和開式水系統的汽輪機閉式循環水系統，在所述凝汽器的出口處設置沉淀池，所述沉淀池的出水和開式水系統的出水共同進入冷卻塔，在所述沉淀池的底部排出的固體顆粒自凝汽器的入水口重新進入凝汽器；所述固體顆粒是密度為I?2g/cm3的陶粒沙。
2.根據權利要求1所述的汽輪機閉式循環水系統中凝汽器清潔系統，其特征是:所述陶粒沙的粒徑為0.5?5mm，并小于汽輪機循環水系統中各處濾網孔洞的直徑。
【文檔編號】F28G1/12GK203454917SQ201320533973
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】蔣尋寒, 朱芨, 馬斌, 張輝, 黃德寶, 阮圣奇, 張貴杰 申請人:安徽新力電業科技咨詢有限責任公司, 朱芨