京泰发电直接空冷喷雾冲洗降背压改造研究

李立新+刘瑞明+王永峰

摘 要：本文通过对影响直接空冷凝汽器换热性能因素及京泰发电实际问题的分析，找到了产生问题的根本原因，发现了设备设计安装缺陷，得出解决问题的可行性技术改造方案；并且在技术、经济及社会效益上全面论证其实施可行性。完成改造后，对技改效果作出了经济性评价。

关键词：直接空冷；降背压；冲洗机构；经济性核算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.193

1 京泰发电直接空冷系统存在问题及原因分析

1.1 影响直接空冷机组背压的主要因素分析

1.1.1 环境条件的影响

京泰电厂建立在较为空旷的开阔地，夏季的环境风向和风速也会对空冷效果产生较大的影响。直接空冷凝汽器同大气进行热交换，加热了周围的空气。这些空气受环境风影响再次被吸入作为冷却介质，使得干球温度本来就高的冷却空气变得更高，引起换热温差的降低，进而造成短时间内换热能力不够，机组背压剧烈提升，甚至机组跳闸。

1.1.2 外部翅片积灰的影响

由于京泰发电公司地处黄土高原，春秋季风沙较大，夏季干旱少雨，尘土、柳絮等杂物覆盖在空冷凝汽器散热片表面较多，极大的降低了空冷凝汽器散热片的换热效率。

1.1.3 轴流风机对进口风温和换热单元下流场的影响

直接空冷系统由于采用空气作为冷却介质，那么风机进口风温控制就显得异常关键。因为轴流风机的进口风温几乎等同与冷却空气的干球温度，在炎热的夏季随着环境温度的升高，进口风温度也随之升高，空气和蒸汽的温差下降，散热量降低，使得冷却效果降低，真空度降低，背压升高，甚至超过了机组额定背压，导致机组被迫降负荷，而夏季又恰好是用电高峰季节，大大影响机组负荷和企业的利润。

1.2 现场试验研究及原因分析

1.2.1 喷淋头选型不合理

经过实地试验研究发现，空冷岛下方落水问题之所以比较严重就是因为喷淋头的选型出现了问题，现有的5.6L/min的喷淋头，由于喷淋头处于空冷岛的下方距离地面较高距离，以现在喷淋头的流量根本无法及时将除盐水雾化成为合格粒径的小液滴，那么这部分除盐水就不能及时的汽化，随后在自身重力的作用下，穿过轴流风机就落到了地面上，就引起了大面积落水的问题。因此，喷淋头的选型不合理是引起大面积落水的原因之一。

1.2.2 水泵扬程低

按照《空冷厂家设计说明书》要求，喷淋泵与喷头压力相匹配才能使得雾化效果达到最好。因此必须让喷头达到额定的压力才能有更好的雾化效果。现有的两台喷淋泵由于管道较长，以及布置高度相对较高的原因并不能达到原先设计的压力，因此大大降低了喷头的雾化效果。现有的1.7Mpa的两台离心泵已经不能满足喷头的压力需求，必须更换更高扬程的离心泵来提高雾化质量。

1.2.3 喷头布置位置偏低

对于一个空冷单元来说，影响该单元换热的不仅仅是上面的两个因素，换热器下方空气的流动速度和喷嘴的朝向，雾化后的除盐水运动的朝向以及喷头布置等因素都将影响换热效果。特别是喷头的布置形式和布置位置，是对换热效果影响最大的部分。因为这两点直接关系着雾化后的除盐水对空气的降温程度和除盐水小颗粒的散布范围。

2 改造方案及改造后的经济性计算

2.1 改善新装喷淋头的布置

本厂通过雾化喷嘴的改型和喷淋泵的改型实现了雾化效果提高的目标，直接提高了喷雾冷却的降温效果。而对喷淋头布置位置和型式的改造，则是为了提高蒸发冷却的效果。

改造中首先将原有喷雾管路全部拆除，利用改造后的清洗系统主管路在1、2号机空清洗系统的母管上DN125的隔离阀后分别接到每列风机室内，用DN65的高压手动球阀进行隔断，DN65管路进入第一个风机室内变径为DN50，进入第二个风机室内管路为DN50，进入第三、四、五个风机室内管路变更为DN40。每个风机室内管路依次为DN50/DN50/DN40/DN40/DN40。并在每列支管的末端加装一个排空放水阀，便于清洗系统杂物，避免堵塞喷头。

2.2 更新换热器的冲洗装置

针对旧冲洗系统的卡涩和升降驱动部分设计缺陷导致的操作繁琐困难问题，本厂对旧的换热器冲洗装置在原设备位置进行了换新改造。拆除了原清洗爬梯，配置一套新的清洗爬梯、升降驱动、水平驱动装置等。原水平驱动装置为齿形带拉动，导轨结构为角钢型式。此次将上部导轨都改为T型钢的形式，和新的水平自驱动装置相符合，同时保证上导轨表面平滑，整齐。水平驱动装置能够平稳无卡涩运行。原有下导轨为∠7.5角钢，继续保留，但需要对其进行适当修改，以保证梯子在下导轨上运行平稳。改造后的新设备，可实现左右、上下自动切换，并且采用滑轮形式的电缆，可自动冲洗，无需人员推车，人员只负责高压软管别卡涩，通过上述一系列的改造，最终实现24小时冲洗完成两台机组。

2.3 改造投入分析

改造费用主要有以下两部分：一，改造所需设备的购置费用，共计2431532.07元。二，安装工程费用450000元。合计2881532.07元。本次改造项目投资预估算：290万，实际为288.15万元，低于预估算的投资。另外，本次改造工期为二十天，利用的是春季线路检修和计划停机时间，未造成直接停电损失。因此，不将改造期间机组停机所造成影响计入本次经济性计算。

综上所述，本次改造费用288.15万元，而改造后一年可实现盈利216.87万元，可在改造后1.3年内完成资金回流。之后每年都可以为实现200多万的盈利。

3 結束语

本次针对京泰电厂1、2号机组空冷喷淋降温系统和清洗系统的技术改造，设计合理，组织到位，施工规范，各专业质量把关严密，高压管道焊口工艺优良，管路布置规范有序，达到了技术改造目的，产生了良好的企业效益、环境效益和社会效益。

参考文献：

[1]温高，王胜捷，张子敬，王清华.发电厂空冷技术[M].中国电力出版社，2008.

[2]邱丽霞.直接空冷汽轮机及其热力系统[J].热能动力工程， 2006（05）：520-520.

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