新建直接空冷机组凝汽系统的冲洗和清理

刘朝阳

神华河北国华定洲发电有限责任公司（073000）

[摘 要] 新建直接空冷机组投产初期普遍存在凝结水二氧化硅、铁以及氢电导长期严重超标的情况，并影响给水、蒸汽品质不合格，其主要原因是凝汽系统在机组启动阶段和投产初期内部残留杂质较多引起，为此提出启动阶段对凝汽系统进行冲洗和清理的具体方法，并对投产初期如何提高水汽品质提出建议。

[关键词] 直接空冷机组，排气装置，冲洗，清理

LIU Chao-yang

Hebei Guohua Dingzhou Power Generation Company Limited, Baoding 073000

ABSTRACT： A new direct air-cooling condensing water prevailing in the early commissioning silica, iron and hydrogen conductivity

exceeded the long-term serious situation, and affect water supply, steam quality and unsatisfactory, mainly due to condensate steam system in

the unit within the initial start-up phase and production residue caused a lot of impurities, for which proposed start-up phase of the

condensing steam system flushing and cleaning of the specific methods, and initial production to make recommendations how to improve the

quality of water vapor.

KEY WORDS：direct air - cooled unit; exhaust device; washing; cleaning

我国北方地区水资源短缺的情况日益严重，直接空冷机组由于节水效果显著，在近年来得到了迅速发展。从电厂化学角度来看，相比湿冷机组，直接空冷机组具有排汽装置冷却面积大，凝结水温度高、腐蚀产物多的特点，因此水质较湿冷机组更加难以控制。多数直接空冷机组在投产初期存在凝结水溶氧、二氧化硅、铁以及氢电导长期严重超标的情况，并导致给水、蒸汽品质不合格，凝结水易超标的项目中，除了溶氧主要与机组真空系统（以排汽装置为主）安装质量有关以外，其它超标项目都与调试阶段和投产初期凝汽系统内残留金属腐蚀产物和沙土等杂质数量较大有直接关系，因此，必须从调试阶段和投产初期就对凝汽系统进行冲洗、清理和水质净化，否则就难以保证机组调试阶段甚至投产后水汽品质在较短时间内合

格。

1 新建直接空冷机组凝汽系统冲洗和清理的必要性

直接空冷机组凝汽系统容积庞大，排汽装置内表面积远远超过湿冷机组，基建阶段由于设备安装的作业环境影响，往往造成凝汽系统内部存留大量的铁锈、铁渣、尘土、沙粒以及焊皮等杂质，如不在机组整套启动前彻底清除干净，这些杂质的就会被携带、溶解、释放，污染凝结水质，导致整个热力系统汽水品质恶化，将会带来以下严重后果：

（1）大量的铁锈、铁渣不清理干净，会带入后续系统，造成给水铁严重超标，往往短时间内即造成水冷壁大量沉积铁垢，引起工质流动阻力上升，机组运行经济性降低，甚至导致发生爆管事故；

（2）尘土、沙粒的主要成分是二氧化硅，直接空冷机组在夏季工况时将非常难以去除，这是由于夏季直接空冷机组的凝结水温度过高，精处理系统高速混床经常被迫退出运行，这时只能采用粉末树脂覆盖过滤器进行处理，但这种系统用于交换的粉末树脂装填量有限，以600MW 机组为例，每台可处理50%凝结水量的覆盖过滤器最多只能装填约80 公斤的粉末树脂，仅为单台高速混床树脂装填量的1%左右，故交换容量很小，根据多个电厂的实际经验，覆盖过滤器除盐能力至多也仅能维持4 小时左右，所以其主要作用是过滤悬浮杂质和铁，无法除去凝结水中的二氧化硅以及其他离子杂质，因此蒸汽含硅量短则数月、长

达一两年才能合格，势必会在热力系统及汽轮机通流表面结垢，轻则影响机组运行效率，重则直接威胁机组安全运行；

（3）焊条药皮中含有氟化钙（CaF2），如不及时清除而残留在管道里，系统投运后氟化钙（CaF2）的溶解会使凝结水中的氟离子（F-）升高，目前无有效方法去除，会致使给水、蒸汽的氢电导长期超标，导致热力系统腐蚀加剧，给机组运行带来安全隐患。

同时，也会因为启动阶段水汽品质达不到标准要求，将会制约机组整套启动工作顺利进行，导致调试时间延长，因此，直接空冷机组在整套启动前以及投产后，必须专门安排对空冷凝汽系统进行冲洗和清理。

2 直接空冷机组启动阶段冲洗和清理方法

综合国内外直接空冷机组调试资料和经验，建议按如下方法进行空冷凝汽系统的冲洗和清理：

2.1 空冷凝汽器进汽前的冷态冲洗

冷态冲洗的目的是清理干净安装过程中进入凝汽系统的尘土、沙粒、铁屑、焊条、焊瘤、锈皮等体积较大、与设备本体结合的较为疏松的杂质。冲洗范围应包括排汽管、配汽管、换热管束、凝结水管、凝结水收集管等，应按照“从上到下、及时排污”的顺序和方法，依次对以上管道系统进行彻底的人工清理和冲洗。

2.1.1 排汽管、配汽母管和配汽管的人工冲洗和清理

排汽管、配汽母管和配汽管直径较大，最好用电动钢丝刷对管壁进行彻底的清理，再从上往下用高压水枪进行冲洗，将杂质冲到配汽母管和排汽管水平段，然后彻底清除排汽管、配汽母管和配汽管水平段所有颗粒杂质。清理配汽管时，不允许杂质进入换热管内。

2.1.2 换热管束的冲洗

清洗人员从配汽管上水平段顶部人孔进入，用高压水枪对换热管束进行逐一冲洗，要确保每根换热管都用高压水枪进行冲洗。因换热管垂直管身的截面为扁长的椭圆形，应使高压水枪在椭圆形2 个远端往复运动冲洗，在冲洗的时候要尽可能冲洗到全部内表面。由于管道稍长，下半段可能会冲洗不彻底，为使管道下半段也能够被冲洗到，单根换热管冲洗时间要求至少需3～5 min，确保每根管道的整个内表面都被冲洗。

2.1.3 凝结水管的冲洗

建议连接管径不小于DN150 mm 的临时冲洗管道，将临时管道接在凝结水管的一端，关闭凝结水收集管的进口阀门，凝结水管的另一端连接临时排污管道，接到0 m，开口排向地沟。启动水泵，根据不同的管道参数保持足够大的流量对该管进行持续10 min 的冲洗，用高速水流将管道内的杂质冲出（水源可以使用工业水），直到冲洗后排污水清澈，管道内无残留为止。

2.1.4 凝结水收集管的冲洗

建议对收集管进行单独、大流量冲洗：仍然用冲洗凝结水管时安装的临时冲洗管道，将原先的凝结水管冲洗出口端封闭，将收集管上的排污法兰打开，用高速水流将收集管内部的污染物质冲出系统，从凝结水收集总管处的排污法兰处排放，冲洗至出水清澈、无大颗粒杂质为止。待排污法兰以上部分冲洗干净后，恢复排污法兰，仍然用临时冲洗水对凝结水收集管及热井进行冲洗，将杂质冲到热井。

2.1.5 排汽装置热井内的清理

排汽装置热井是空冷系统最终藏污纳垢的地方，人工清理热井时，可以先用笤帚进行扫除，然后用海绵将泥水吸净，最后用面团粘除细小的机械微粒。在用海绵将泥水吸净之后，清理人员一定要换上干净的鞋，套上较厚的塑料袋，然后才允许工作。

2.2 空冷凝汽器进汽前的热态冲洗

鉴于空冷系统体积、容积、金属面积大以及管线长、变径多等特点,对于新建机组，即便按照以上方法进行冷态冲洗，其内部仍会留存较大量的微小颗粒（如铁锈、小砂粒），对机组水汽品质造成严重污染。因此，还需对直接空冷塔进行热态冲洗。热态冲洗就是用热蒸汽对直接空冷排汽装置的管路、换热器进行高速冲洗，将冷态冲洗后残留的微小颗粒从系统中冲洗出去。

2.2.1 进行热态冲洗的部件包括：排汽管、配汽管、换热管、凝结水管、凝结水收集管等。空冷岛热态冲洗时要求汽轮机处于盘车状态，冲洗所用蒸汽来自汽轮机旁路系统。热态清洗时，从换热管冷凝下来的凝结水不能进入热井，必须安装临时放水管路。由于空冷系统处于真空状态，临时放水管路必须浸入到废水收集池的水面以下，避免系统漏真空。

2.2.2 在整个热态冲洗过程中，要对每根配汽管及其所对应的每排换热器进行多次间歇性冲洗。间歇性冲洗的目的是利用高温蒸汽对管道热胀冷缩作用时所产生的张力将管道内壁上粘附的微小杂质清除，并随凝结水排出系统。为了使每排换热器都能得到充分的冲洗，在热态冲洗前要对配汽管道实施临时的分离阻挡。在每根配汽管的适当位置安装临时挡板，使蒸汽可以单独进入每一根配汽管，从而达到对每排换热器冲洗的目的（也可不加挡板，通过调整风机运行来控制冲洗排凝汽器的进汽流量进行冲洗，但效果肯定不如加挡板好），在冲洗过程中依次对每一排换热器进行冲洗，并进行冲洗后的验收。

2.2.3 在热态冲洗过程中还要满足对冲洗强度的要求，原则上是在安全范围内采用尽可能高温度、高流速的蒸汽进行热态冲洗，并保证整个冲洗阶段每根配汽管内蒸汽的流量和流速分别不能小于相应机组正常运行时配汽管的额定流量和流速，目的是让大流量、高流速的高温蒸汽通过空冷系统，使其冲刷能力发挥到最大。另外，大量的蒸汽凝结后也会生成大量的凝结水，这些凝结水将携带着杂质排出系统。当每一排凝汽器排放废水中的固体悬浮物的含量小于1mg/L 时，停止热态冲洗。

2.2.4 调试期间应利用每一次停机消缺的机会对凝结水泵、给水前置泵、给水泵入口滤网和除氧器，特别是排汽装置热井进行人工清理，及时清出从空冷岛上冲洗下来的砂粒、铁屑等杂质。

3 投产初期的控制措施

3.1 投产后坚持对凝汽系统“逢停必清”

在调试及“168” 期间就把庞大的空冷系统在焊接安装过程中残留的泥砂铁屑杂质全部冲洗干净、使__机组水汽完全达到标准是非常困难的，在机组投产运行一段时间后，从空冷岛冲洗下来的泥砂铁屑仍然会存积到排汽装置热井内，如不及时清理出去，这些杂质的溶解释放会污染凝结水质，导致整个热力系统汽水品质恶化。所以在机组投运后的一两年内要利用每一次机组停运的机会对排汽装置热井进行认真细致的清理，其改善汽水品质的效果是非常明显的，应直到汽水品质指标达到期望值。

3