间接空冷机组循环水系统清洗措施

高运，陈云峰，刘磊，袁龙

间接空冷机组循环水系统清洗措施

高运，陈云峰，刘磊，袁龙

（华电重工股份有限公司，北京 100160）

间接空冷塔在电厂冷却系统的应用越来越广泛，但对机组投运前循环水管道水箱系统的清洗还没有相应的规范。结合工程实践，以660MW机组间接空冷机组为例，对间接空冷系统循环水管道和水箱的清洗措施进行了论述，可为间接空冷系统工程循环水系统的施工和调试提供借鉴。

间接空冷机组；表面式凝汽器；循环水管道；清洗

0 引言

相比于带有混合式凝汽器的间接空冷系统，带表面式凝汽器的间接空冷系统具有对水质要求不高、系统设备简单、控制可靠的特点。间接空冷循环水系统主要包括循环水管道、地下储水箱、高位膨胀水箱、循环水泵、凝汽器、空冷散热器（冷却三角）、阀门和其他设备等。

在带有表面式凝汽器的间接空冷系统中，循环水运行在一个封闭的体系里，也不需要进行排污处理，理论上不存在水的损耗。循环水系统投运一段时间之后，碳钢管道表面会产生氧化层，氧化物会随循环水布满碳钢管道、凝汽器不锈钢换热管和铝制散热器换热管的内表面。氧化层阻止了碳钢管道的进一步腐蚀，并阻止了不同金属之间的双金属腐蚀。由于电解质含量过高会加速金属腐蚀，因此要求循环水的电导率低于40mS／cm（实际上这是一个相当宽泛的要求，因为间接空冷系统循环水一般均采用除盐水，电导率远低于该值）。此外，循环水中不允许有游离氯的存在。循环水的pH值应介于7.0～8.5之间，过高的酸性和碱性都会加速金属的氧化腐蚀。循环水中较大的悬浮物也需要去除，以防止堵塞空冷器换热管。

目前，对间接空冷系统的清洗还没有相关的规范或标准，笔者希望通过本文的描述，为间接空冷循环水管道系统的清洗提供借鉴。

1 循环水系统清洗的目的

（1）保证循环水系统的清洁，清除间接空冷系统内的焊渣、砂石等可能磨损铝制散热器管束或损害循环水泵的杂物，避免在调试和运行过程中出现问题，延长空冷散热器管束的使用寿命。

（2）清除间接空冷系统内的浮锈、尘土、油污等可能附着在冷却三角管束内壁的物质，保证冷却三角的散热效率。

2 系统设计及参与系统清洗的主要设备

2.1 系统简介

对于采用表面式凝汽器的2×660MW间接空冷机组，间接空冷系统冷却设备为带垂直布置的空冷散热器的自然通风冷却塔，空冷塔采用一机一塔布置方式。间接空冷系统采用单元制，每台机组配3台循环水泵（双速泵）。

2.2 管道设计

在施工图设计阶段，应根据清洗措施设计必要的管段和部件，包括管束临时堵板、临时清洗回路、临时滤网、人孔门及排水井等。

2.2.1 人孔门和排水井

单台660MW机组主循环水管道一般采用一根DN 3000～3400mm的热水管道入塔和一根冷水管道出塔，塔内所有主循环水管道上应设置人孔门，人孔门附近管道底部应设置排水井；排水井与地下储水箱之间通过手动放水阀相连，可以将埋地管道中的水通过地下水箱及充水泵排出系统外；系统排水之后，大块杂物沉积在井里，可以人工进行清除；在扇区进水和出水电动蝶阀附近管道也应设置人孔门，保证人员可以通过人孔门进入大直径管道清扫和检修。

2.2.2 临时堵板和清洗回路

冷却三角进、出水口通过膨胀节与扇区分水环管相连；应设计临时堵板，在管道清洗之前将临时堵板安装在膨胀节下方，将管道与冷却三角隔离开，以防止脏污进入散热管束；由于管道清洗时散热管束不进水，整个系统循环不能形成回路，因此还需要设计临时清洗回路，通过临时回路将扇区冷、热水环管连接起来。

2.2.3 临时滤网

为了防止大块杂物损害循环水泵，还应在塔内主循环水管道上设计临时滤网。临时滤网可采用角钢和圆钢现场焊制，孔距约100mm；滤网应安装牢固，可以承受水和大块杂物的冲击；临时滤网的设置位置应考虑水流方向，且应设置在人孔门附近。

2.3 参与清洗的主要设备

参与清洗的主要控制设备包括循环水泵、充水泵、地下水箱补水电动阀、充水泵出口电动阀（包括充水电动阀和排水电动阀）、旁路电动蝶阀、扇区进出口电动蝶阀及扇区排水电动蝶阀等。

3 循环水系统清洗步骤

3.1 第1阶段：清洗前的清扫

在进行水清洗之前，应派人员对所有可通行的管段（直径≥1m）、水箱进行人工或机械清扫。对于直径＜1m的管道，也应采取措施，尽可能清扫干净。

管道清洗之前应确保安装期间管道和水箱里面和表面的残留物、固体颗粒等已完全被去除。管道内壁附着的较薄的铁锈层不需要去除。

3.2 第2阶段：第1次清洗

3.2.1 清洗需具备的基本条件

（1）环境温度＞5℃。

（2）循环水泵、充水泵及系统中所有电动阀门就绪，水箱液位计安装就位。

（3）确定水源，补水通过地下水箱旁的电动补水阀和补水管道进入地下水箱。通过补水阀向地下水箱充水时，应密切观察水箱液位，不允许超过最高液位，液位过高时应立刻关闭电动补水阀。第1次清洗可采用工业水，每台机组清洗1次的耗水量大约为7000m3（含循环水系统全部管道和凝汽器，不含管束）。

（4）确定系统清洗后的污水排放点并连接临时管道。

（5）扇区环管采用临时清洗回路连接。

（6）所有冷却三角进、出水口在膨胀节下侧用临时堵板封堵。

（7）塔内循环水管道上安装临时滤网。

3.2.2 第1次清洗步序

（1）打开全塔4个旁路阀，关闭全部扇区进、出口水阀，关闭扇区排水阀。

（2）关闭充水泵出口排水电动阀及充水电动阀。确定地下水箱有一定液位，启动充水泵，打开充水电动阀开始向系统充水。充水过程中应确保地下水箱液位不低于最低液位，以保证充水泵安全。如果地下水箱液位低于最低液位，应立刻停止充水泵，待地下水箱补入一定液位的水量后，才允许重新启动充水泵。系统管道充满水时间由制水能力和补水能力决定，这个过程一般需要几天时间。

（3）当膨胀水箱液位达到正常液位时，可以认为系统已经注满水。

（4）启动循环水泵。循环水泵推荐采用2台或3台泵的运行模式，不推荐采用单台泵高速运行方式，单台循环水泵高速运行时会有过载风险。

（5）系统通过旁路运行超过4 h后，可以允许带扇区管道运行。扇区管道充水过程为：启动充水泵，将膨胀水箱充至充水液位附近，关闭充水泵，缓慢打开一个扇区的进、出口电动阀。充水完成后应保证膨胀水箱液位不低于正常液位，否则应及时开启充水泵或补水泵向膨胀水箱补水，保证地下水箱有足够水量。重复扇区充水过程，可以依次将全塔所有扇区管道全部充满水。充水过程中应密切注意膨胀水箱液位，确保膨胀水箱液位不低于正常液位。如果液位持续下降，说明系统管道存在漏点。

（6）当全部扇区管道进水后，允许关闭旁路阀，保证有更多水进入扇区管道。

（7）待扇区管道运行超过4 h后，可以进行停机排水。停机过程为：循环水泵停机，打开扇区排水阀，此时扇区管道中的水会自流至地下水箱；启动充水泵，打开充水泵出口排水电动阀。

（8）打开地下水箱手动放水阀（每塔2个），系统管道内的水会自流至地下水箱。注意观察地下水箱液位上涨情况，如果液位上涨过快，应及时减小手动阀开度，严防地下水箱超液位溢水。持续充水泵排水过程和系统管道放水过程，直至地下水箱液位大约在0mm之上，系统管道放水过程结束。

（9）打开人孔门，派人员对所有可通行的管段（直径≥1m）、水箱、排水井进行人工清扫。

（10）清扫工作结束后，拆除临时滤网，拆除管束下堵板，拆除扇区环管上的清洗回路，重新封闭所有人孔门。拆卸法兰时若发现法兰垫片有损坏，应更换新的垫片。

塔外循环水泵房附近和厂区管道的放水操作需联系相关人员进行；利用管道低点和临时泵将管系全部的水排出系统，并进行清洗后的清扫工作。

3.3 第3阶段：第2次清洗

第2次清洗为带管束的清洗过程，采用除盐水，清洗步序与第1次清洗程序相同。每台机组总耗水量约7800m3。

4 其他需要注意的问题

（1）不建议在冬季进行系统清洗。如果由于项目进度要求清洗必须在冬季进行，则必须考虑防冻措施。必要时，需要在阀门附近进行伴热保温，以防止阀门附近发生冻结，损伤阀门密封。在这种条件下，不允许进行带管束的清洗，在无热源条件下管束一旦进水，会导致冻伤事故的发生。

（2）通常在清洗阶段，控制系统尚未就绪，因此要采取相应的系统保护措施。例如：需要严密观察地下水箱液位和膨胀水箱液位。当地下水箱液位过低时，如果启动充水泵或补水泵，会导致泵带空气运行而发生振动，甚至损坏；当地下水箱液位过高时，一旦发生溢水，溢出的水可能会进入阀井，损害电动执行机构；当膨胀水箱液位过低时，可能导致管束不能满水，如果空气进入循环水系统，会造成管系振动，甚至损坏循环水泵。

（3）进行带扇区管道清洗时，旁路阀的开启数量应与扇区投入的数量相匹配。

（4）本文主要阐述的是带表面式凝汽器的间接空冷系统的清洗过程，但实际上带混合式凝汽器间接空冷系统的清洗过程也是类似的，只是需要清洗的次数更多，每次清洗后需要检测水质，直至水质达到凝结水品质。

（本文责编：刘芳）

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：1674-1951（2015）03-0047-02

高运（1970—），女，北京人，工程师，从事电站空冷系统设计方面的工作（E-mail：gaoyun＠chec.com.cn）。

2014-06-27；

2014-11-20

陈云峰（1980—），男，内蒙古呼和浩特人，工程师，从事电站空冷系统设计方面的工作（E-mail：chenyf＠chec.com. cn）。