[发明专利]直接空冷系统热态清洗装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电厂冷却技术领域，特别是有关于一种直接空冷系统热态清洗装置及方法。

背景技术

火力发电厂中汽轮机作功之后排出的蒸汽主要采用两种方式来进行冷却并回收其凝结水，即水冷却(简称水冷)和空气冷却(简称空冷)。现有的火力发电厂大部分采用水冷技术，由于水汽蒸发损失，需要消耗大量的水。随着经济的发展，水资源日益紧缺，取水价格逐年上升，直接导致火力发电厂成本增加，同时水气污染带来的环保问题也越来越突出。因此，传统水冷技术已经越来越不适应时代的要求，世界各国逐渐开发并应用了空气冷却技术，包括间接空气冷却和直接空气冷却(简称直接空冷)两大类，目前应用较为普遍的是直接空冷。

采用直接空冷技术的冷却系统称为直接空冷系统。如图1所示，其基本结构单元为空冷凝汽器4，包括配汽管道5、换热管束6、凝结水下联箱7。汽轮机1排出的蒸汽通过汽轮机排汽管道进入排汽装置3后，由直接空冷排汽管道2引入空冷凝汽器4。空冷凝汽器4下方的冷却风机8转动，向空冷凝汽器4提供冷却风。蒸汽在空冷凝汽器4的换热管束6内部被空气冷却为凝结水后进入凝结水下联箱7，然后通过凝结水回收管道9进入排汽装置3，由凝结水泵10升压，经过凝结水精处理装置11，进入热力系统13，完成工质加热、蒸发、作功、冷却的热力循环。上述的直接空冷排汽管道2、空冷凝汽器4、冷却风机8、凝结水回收管道9以及排汽装置3就构成了直接空冷系统。

由于火力发电机组容量以及选址的差异，其直接空冷系统的设计冷却能力及布置方式也各不相同。如图2和图3所示，某600MW发电机组的直接空冷系统分为8列布置，每一列包含7个空冷凝汽器，相应地还增加了配汽阀门14。此外，凝结水回收管道9也根据方便、灵活的原则分开设置，但是最终均回到排汽装置3。

直接空冷系统的排汽装置3、直接空冷排汽管道2、空冷凝汽器4、凝结水回收管道9在安装之后会由于与空气接触而在内表面生成铁锈，而且现场安装工作过程中也可能会在其内部残留焊渣和尘垢。除此之外，如果发电机组停机超过3个月，上述内表面也会产生铁锈，主要成分是氧化铁。氧化铁的存在对系统正式运行将带来不利影响，如堵塞热力系统13内的滤网、使凝结水精处理装置11失效、热力系统汽水品质不合格等等，导致发电机组无法安全、稳定运行。因此，在安装后的调试阶段，必须对排汽装置3、直接空冷排汽管道2、空冷凝汽器4、凝结水回收管道9等进行清洗，称为直接空冷系统热态清洗。

针对如图2所示的直接空冷系统，现有的热态清洗装置及方法如图4所示，清洗所用的蒸汽来自于汽轮机旁路管道15，蒸汽进入直接空冷系统对排汽装置3、直接空冷排汽管道2、空冷凝汽器4进行清洗，蒸汽冷却为凝结水，携带大量的氧化铁和杂质进入凝结水回收管道9。凝结水回收管道9在进入排汽装置3前被断开，通过清洗废水排放临时管道17进入清洗废水收集箱18，再通过清洗废水收集箱18上部的溢流管道20排放至附近的雨水井21。由于清洗废水不能回收，需要通过除盐水补水管道16对热力系统补充干净的除盐水以维持系统的工质平衡。在清洗废水排放临时管道17上接有化学取样软管19，对清洗废水连续取样化验，直至凝结水达到回收标准(主要是氧化铁的含量降低到合格标准)，才可以结束热态清洗。

热态清洗结束后，火力发电厂所有系统停止运行，将清洗废水排放临时管道17和清洗废水收集箱18拆除，恢复到正常运行方式。火力发电厂再次启动时，直接空冷系统的凝结水将通过正式的凝结水回收管道9回收到排汽装置3。

以600MW发电机组为例，现有的热态清洗装置及方法具有如下缺点：

1、从开始热态清洗至系统恢复正常全过程耗费时间过长，一般需7—10天，在此期间发电机组不能进行其它工作，也不能并网发电。

2、用于系统补充的除盐水消耗量很大，约200吨/小时，达到了火力发电厂除盐水制水、补水能力的极限，完成热态清洗总共需要30000—50000吨的除盐水。

3、为了提供用于热态清洗的蒸汽，要消耗大量燃料(包括煤和油)，每小时约需20吨标准煤。

4、热态清洗阶段要求发电厂内所有的辅助设备(包括水泵、风机等)必须始终运转，电能的消耗量很大，厂用电功率达到15MW左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接空冷系统热态清洗装置及方法，可以在进行热态清洗的同时使发电机组并网发电，同时还能够完成有关的试验工作。