京泰發電直接空冷噴霧沖洗降背壓改造研究

李立新+劉瑞明+王永峰

摘 要：本文通過對影響直接空冷凝汽器換熱性能因素及京泰發電實際問題的分析，找到了產生問題的根本原因，發現了設備設計安裝缺陷，得出解決問題的可行性技術改造方案；并且在技術、經濟及社會效益上全面論證其實施可行性。完成改造后，對技改效果作出了經濟性評價。

關鍵詞：直接空冷；降背壓；沖洗機構；經濟性核算

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

1 京泰發電直接空冷系統存在問題及原因分析

1.1 影響直接空冷機組背壓的主要因素分析

1.1.1 環境條件的影響

京泰電廠建立在較為空曠的開闊地，夏季的環境風向和風速也會對空冷效果產生較大的影響。直接空冷凝汽器同大氣進行熱交換，加熱了周圍的空氣。這些空氣受環境風影響再次被吸入作為冷卻介質，使得干球溫度本來就高的冷卻空氣變得更高，引起換熱溫差的降低，進而造成短時間內換熱能力不夠，機組背壓劇烈提升，甚至機組跳閘。

1.1.2 外部翅片積灰的影響

由于京泰發電公司地處黃土高原，春秋季風沙較大，夏季干旱少雨，塵土、柳絮等雜物覆蓋在空冷凝汽器散熱片表面較多，極大的降低了空冷凝汽器散熱片的換熱效率。

1.1.3 軸流風機對進口風溫和換熱單元下流場的影響

直接空冷系統由于采用空氣作為冷卻介質，那么風機進口風溫控制就顯得異常關鍵。因為軸流風機的進口風溫幾乎等同與冷卻空氣的干球溫度，在炎熱的夏季隨著環境溫度的升高，進口風溫度也隨之升高，空氣和蒸汽的溫差下降，散熱量降低，使得冷卻效果降低，真空度降低，背壓升高，甚至超過了機組額定背壓，導致機組被迫降負荷，而夏季又恰好是用電高峰季節，大大影響機組負荷和企業的利潤。

1.2 現場試驗研究及原因分析

1.2.1 噴淋頭選型不合理

經過實地試驗研究發現，空冷島下方落水問題之所以比較嚴重就是因為噴淋頭的選型出現了問題，現有的5.6L/min的噴淋頭，由于噴淋頭處于空冷島的下方距離地面較高距離，以現在噴淋頭的流量根本無法及時將除鹽水霧化成為合格粒徑的小液滴，那么這部分除鹽水就不能及時的汽化，隨后在自身重力的作用下，穿過軸流風機就落到了地面上，就引起了大面積落水的問題。因此，噴淋頭的選型不合理是引起大面積落水的原因之一。

1.2.2 水泵揚程低

按照《空冷廠家設計說明書》要求，噴淋泵與噴頭壓力相匹配才能使得霧化效果達到最好。因此必須讓噴頭達到額定的壓力才能有更好的霧化效果。現有的兩臺噴淋泵由于管道較長，以及布置高度相對較高的原因并不能達到原先設計的壓力，因此大大降低了噴頭的霧化效果。現有的1.7Mpa的兩臺離心泵已經不能滿足噴頭的壓力需求，必須更換更高揚程的離心泵來提高霧化質量。

1.2.3 噴頭布置位置偏低

對于一個空冷單元來說，影響該單元換熱的不僅僅是上面的兩個因素，換熱器下方空氣的流動速度和噴嘴的朝向，霧化后的除鹽水運動的朝向以及噴頭布置等因素都將影響換熱效果。特別是噴頭的布置形式和布置位置，是對換熱效果影響最大的部分。因為這兩點直接關系著霧化后的除鹽水對空氣的降溫程度和除鹽水小顆粒的散布范圍。

2 改造方案及改造后的經濟性計算

2.1 改善新裝噴淋頭的布置

本廠通過霧化噴嘴的改型和噴淋泵的改型實現了霧化效果提高的目標，直接提高了噴霧冷卻的降溫效果。而對噴淋頭布置位置和型式的改造，則是為了提高蒸發冷卻的效果。

改造中首先將原有噴霧管路全部拆除，利用改造后的清洗系統主管路在1、2號機空清洗系統的母管上DN125的隔離閥后分別接到每列風機室內，用DN65的高壓手動球閥進行隔斷，DN65管路進入第一個風機室內變徑為DN50，進入第二個風機室內管路為DN50，進入第三、四、五個風機室內管路變更為DN40。每個風機室內管路依次為DN50/DN50/DN40/DN40/DN40。并在每列支管的末端加裝一個排空放水閥，便于清洗系統雜物，避免堵塞噴頭。

2.2 更新換熱器的沖洗裝置

針對舊沖洗系統的卡澀和升降驅動部分設計缺陷導致的操作繁瑣困難問題，本廠對舊的換熱器沖洗裝置在原設備位置進行了換新改造。拆除了原清洗爬梯，配置一套新的清洗爬梯、升降驅動、水平驅動裝置等。原水平驅動裝置為齒形帶拉動，導軌結構為角鋼型式。此次將上部導軌都改為T型鋼的形式，和新的水平自驅動裝置相符合，同時保證上導軌表面平滑，整齊。水平驅動裝置能夠平穩無卡澀運行。原有下導軌為∠7.5角鋼，繼續保留，但需要對其進行適當修改，以保證梯子在下導軌上運行平穩。改造后的新設備，可實現左右、上下自動切換，并且采用滑輪形式的電纜，可自動沖洗，無需人員推車，人員只負責高壓軟管別卡澀，通過上述一系列的改造，最終實現24小時沖洗完成兩臺機組。

2.3 改造投入分析

改造費用主要有以下兩部分：一，改造所需設備的購置費用，共計2431532.07元。二，安裝工程費用450000元。合計2881532.07元。本次改造項目投資預估算：290萬，實際為288.15萬元，低于預估算的投資。另外，本次改造工期為二十天，利用的是春季線路檢修和計劃停機時間，未造成直接停電損失。因此，不將改造期間機組停機所造成影響計入本次經濟性計算。

綜上所述，本次改造費用288.15萬元，而改造后一年可實現盈利216.87萬元，可在改造后1.3年內完成資金回流。之后每年都可以為實現200多萬的盈利。

3 結束語

本次針對京泰電廠1、2號機組空冷噴淋降溫系統和清洗系統的技術改造，設計合理，組織到位，施工規范，各專業質量把關嚴密，高壓管道焊口工藝優良，管路布置規范有序，達到了技術改造目的，產生了良好的企業效益、環境效益和社會效益。

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