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水電機(jī)組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

文檔作者：文興全1，陸衛(wèi)丹1，王義國(guó)2 文檔來(lái)源： 1．廣東粵電長(zhǎng)湖發(fā)電有限責(zé)任公司 2．廣東省粵電集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月05日
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第41卷第1期
54 2018年1月
水電站機(jī)電技術(shù)
Mechanical&amp;amp;Electrical Technique of Hydropower Station
V01．41 No．1
Jan．201 8
水電機(jī)組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
文興全1，陸衛(wèi)丹1，王義國(guó)2
(1．廣東粵電長(zhǎng)湖發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東英德513021；2．廣東省粵電集團(tuán)有限公司，廣東廣州510630)
摘要：為了消除長(zhǎng)湖水庫(kù)水質(zhì)變差造成機(jī)組各部位冷卻器換熱銅管堵塞的隱患，將一種新型膠球在線(xiàn)清洗技術(shù)應(yīng)
用到技術(shù)供水系統(tǒng)中，在總供水管處自動(dòng)投入自旋轉(zhuǎn)膠球，膠球均勻隨機(jī)投入各冷卻器銅管起到清洗銅管內(nèi)壁的作
用，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐，消除了隱患。
關(guān)鍵詞：水電機(jī)組；技術(shù)供水；不停機(jī)清洗冷卻器；膠球在線(xiàn)清洗
中圖分類(lèi)號(hào)：TV674 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—5387(2018)1-0054—03
DOI：10．13599／j．cnki．1 l一5130．2018．1．015
1引言
水電機(jī)組技術(shù)供水水源普遍采自上、下游，經(jīng)過(guò)
濾水器改善水質(zhì)后即供至各部位的冷卻器使用，冷
卻器運(yùn)行一定的時(shí)間后均會(huì)在換熱管內(nèi)壁沉積淤
泥、泥沙、微生物等，從而影響換熱效果，目前對(duì)換熱
管效率降低的冷卻器清洗方法使用較多的有化學(xué)藥
劑清洗、物理清洗兩種方法，這兩種方法的共同缺點(diǎn)
是需要停機(jī)檢修，尤其是汛期停機(jī)會(huì)造成大量的棄
水，而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失"31。本文以長(zhǎng)湖水電廠2號(hào)機(jī)
組技術(shù)供水系統(tǒng)為實(shí)例，將一種新型膠球清洗系統(tǒng)
加入到技術(shù)供水系統(tǒng)中，以達(dá)到不停機(jī)實(shí)時(shí)清洗冷
卻器銅管，確保冷卻器換熱管效率的目的。
2技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)況
2．1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
長(zhǎng)湖水電廠于1969動(dòng)工興建，安裝有兩臺(tái)軸流
轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，于1974年全部投產(chǎn)發(fā)電，經(jīng)增容后現(xiàn)
裝機(jī)容量為82 MW(1×42 MW+I×40 M聊，水庫(kù)庫(kù)
容小，屬于徑流式水電站，水庫(kù)無(wú)調(diào)節(jié)能力。
機(jī)組的技術(shù)供水采用的是自流供水方式，水源取
自本機(jī)蝸殼，取水后經(jīng)過(guò)濾精度為4 111111的濾水器過(guò)
濾后，再經(jīng)總冷卻水液壓閥分別供至各冷卻器。長(zhǎng)湖水
電廠技術(shù)供水的主要作用是通過(guò)油冷卻器對(duì)推力、上
導(dǎo)、水導(dǎo)軸承及發(fā)電機(jī)空氣冷卻器進(jìn)行冷卻散熱。
2．2存在的問(wèn)題
由于長(zhǎng)湖水庫(kù)水質(zhì)較建廠初期劣化明顯，特別
是水庫(kù)大量網(wǎng)箱養(yǎng)殖、上游新建化工廠等造成水質(zhì)
污染，且實(shí)際運(yùn)行的水溫也較設(shè)計(jì)水溫有所提高(設(shè)
計(jì)水溫不大于28℃，實(shí)際運(yùn)行達(dá)31℃)，技術(shù)供水
水源雖經(jīng)濾水器過(guò)濾，水質(zhì)及水溫仍然達(dá)不到最初
的設(shè)計(jì)要求。使得技術(shù)供水冷卻器內(nèi)部換熱銅管被
大面積堵塞，造成換熱效率顯著降低，冷卻器散熱效
果明顯變差，加之廣東夏季高溫進(jìn)而引起軸瓦溫度
異常升高，存在造成軸瓦損壞甚至抱軸的重大安全
隱患。長(zhǎng)湖水電廠自2012。2014年間，兩臺(tái)機(jī)組的推
力瓦、水導(dǎo)瓦、上導(dǎo)瓦連續(xù)發(fā)生了多次汛期因銅管堵
塞使瓦溫異常偏高導(dǎo)致被迫申請(qǐng)停機(jī)緊急搶修的被
動(dòng)局面。
3新型膠球清洗技術(shù)簡(jiǎn)介
清華大學(xué)航天航空學(xué)院針對(duì)現(xiàn)有冷卻器在線(xiàn)清
洗技術(shù)普遍存在的問(wèn)題，研發(fā)了新型膠球清洗系列
專(zhuān)利技術(shù)，該新型系列專(zhuān)利技術(shù)對(duì)于火電廠凝汽器
清洗，已在國(guó)內(nèi)張家口電廠等多家火電廠得到了成
功應(yīng)用柳，效果明顯。其技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
(1)新型膠球清洗系統(tǒng)中的均布投球裝置通過(guò)
多點(diǎn)、均布投球，改善了膠球在循環(huán)水管中的分布狀
況，防止膠球在換熱管人口的局部聚集；
(2)新型膠球清洗系統(tǒng)的收球網(wǎng)采用固定網(wǎng)結(jié)
構(gòu)，能有效保證收球率；
收稿日期：2017—10—26
作者簡(jiǎn)介：文興全(1983一)，男，工程師，從事水電廠主輔設(shè)備檢修、
維護(hù)技術(shù)管理工作。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第1期文興全，等：水電機(jī)組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐55
(3)新型自旋轉(zhuǎn)膠球采用硅膠材料澆鑄成型，密
度、外形尺寸得到可靠保證；
(4)新型裝球室采用免開(kāi)倉(cāng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)新穎，操
作簡(jiǎn)便。
4冷卻器清洗方案設(shè)想及確定
4．1凝汽器清洗技術(shù)引進(jìn)
清華大學(xué)的技術(shù)雖在火電廠有成功應(yīng)用實(shí)例，
但根據(jù)長(zhǎng)湖水電廠技術(shù)供水的實(shí)際情況，需要在火
電廠凝汽器膠球清洗技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)水
電機(jī)組技術(shù)供水冷卻器不停機(jī)在線(xiàn)實(shí)時(shí)清洗。由于
長(zhǎng)湖水電廠機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)管路分支多，總供水
管分別要向水導(dǎo)、推力、上導(dǎo)軸承的油冷卻器及發(fā)電
機(jī)空氣冷卻器供水，各換熱設(shè)備的銅管管徑小
(妒19×1．5)，且型式不盡相同，有箱式結(jié)構(gòu)的，也有
單管盤(pán)形結(jié)構(gòu)。根據(jù)長(zhǎng)湖水電廠機(jī)組的實(shí)際情況需
對(duì)新型膠球系統(tǒng)作如下改進(jìn)：
(1)在技術(shù)供水總管處增加多效過(guò)濾裝置，對(duì)水
源進(jìn)行預(yù)處理，使水質(zhì)得以?xún)艋?
麓
(2)須將收球網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)。由于水電機(jī)組膠球
路徑長(zhǎng)，收球網(wǎng)處存在一定的壓力，應(yīng)增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)
力阻止膠球附著在收球網(wǎng)面，增加收球率。
4．2確定冷卻器清洗方案
在技術(shù)供水總冷卻水濾水器后的主管處增加一
個(gè)投球旁路，在冷卻器排水總管處增加旋轉(zhuǎn)刮刷式
收球網(wǎng)，由投球管路、收球管路、球罐組件、電動(dòng)閥門(mén)
及相應(yīng)的電氣元件組成一個(gè)投、收球系統(tǒng)。該系統(tǒng)可
在機(jī)組正常運(yùn)行的同時(shí)，由PLC來(lái)控制使膠球自動(dòng)
投入到供水管，膠球隨水流通過(guò)冷卻器換熱管，在換
熱管內(nèi)不斷的旋轉(zhuǎn)與管壁碰撞摩擦以清洗管壁，最
后流出換熱管排至收球網(wǎng)處，再由PLC控制使膠球
自動(dòng)收回到球罐內(nèi)以備下次繼續(xù)投球，系統(tǒng)原理如
圖1。該系統(tǒng)突出優(yōu)點(diǎn)是清洗冷卻器換熱管內(nèi)壁不
需停機(jī)，實(shí)現(xiàn)了冷卻器的在線(xiàn)實(shí)時(shí)清洗，只需在控制
系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)置適當(dāng)?shù)耐肚驎r(shí)間、清洗時(shí)間、循環(huán)
次數(shù)、收球時(shí)間、間隔時(shí)間等參數(shù)后，系統(tǒng)即可按設(shè)
定的清洗頻率及時(shí)間對(duì)冷卻器進(jìn)行清洗。
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詳圖I
訇1長(zhǎng)湖水電廠2號(hào)機(jī)膠球清洗系統(tǒng)原理圖
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
56 水電站機(jī)電技術(shù)第41卷
5清洗方案實(shí)施情況
2015年3月8日一4月19日，完成了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
多效過(guò)濾器、球罐及附件、收球網(wǎng)桶及附件、投球裝
置及控制柜的安裝調(diào)試工作，設(shè)備于5月18日正式
投入試運(yùn)行。
6實(shí)施效果分析
6．1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況
系統(tǒng)自2015年投入試運(yùn)行，經(jīng)歷兩個(gè)主汛期
后，技術(shù)人員于2017年汛前對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用效果進(jìn)行
檢查，期間對(duì)新型膠球清洗裝置的測(cè)試情況詳見(jiàn)表
1。雖然收球率沒(méi)有達(dá)到96％的理想值，但系統(tǒng)投運(yùn)
以來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)換熱器銅管被膠球堵塞的情況。
表1實(shí)時(shí)在線(xiàn)新型膠球清洗裝置收球率測(cè)試記錄表
(2017年4月1日)
6．2經(jīng)濟(jì)效益分析
新型膠球清洗系統(tǒng)從2015年5月～2016年lO
月，經(jīng)過(guò)兩個(gè)主汛期的應(yīng)用，冷卻器內(nèi)部換熱銅管運(yùn)
行情況較在線(xiàn)清洗系統(tǒng)投運(yùn)前有明顯改善，機(jī)組各
軸承的瓦溫未再出現(xiàn)異常升高情況，沒(méi)有出現(xiàn)因冷
卻器銅管堵塞而造成的機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)情況。綜合
比較以往情況，每年減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間約為120
h，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。年度無(wú)非停增發(fā)效益約：
40000kW"X 120hX0．32元／l【W(wǎng)·h=153．6萬(wàn)元。
6．3社會(huì)效益分析
長(zhǎng)湖水電廠2號(hào)機(jī)組投入在線(xiàn)膠球清洗系統(tǒng)
后，機(jī)組各部瓦溫穩(wěn)定，對(duì)比新技術(shù)應(yīng)用前后主汛期
機(jī)組瓦溫變化情況(圖2)及機(jī)組檢修時(shí)拆出冷卻器
檢查堵塞情況可以發(fā)現(xiàn)，新型膠球清洗技術(shù)在長(zhǎng)湖
水電廠的應(yīng)用，切實(shí)對(duì)冷卻器銅管起到了清洗作用，
避免了銅管堵塞。
新技術(shù)應(yīng)用后，從目前的運(yùn)行情況來(lái)看，以下幾
方面的安全風(fēng)險(xiǎn)已消除：①汛期出現(xiàn)機(jī)組軸承瓦溫
異常升高缺陷；②濾水器濾網(wǎng)堵塞造成技術(shù)供水壓
力偏低；③汛期人員消缺的作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。
60
p 50
剖45
j
40
·--e．-．2014盆+2015年
—·一2016年
29周如周31周32周33周34周35周36周37固38周39周
55 54 8 551 55 5 56 2 55 2 54 7 55 3S1 55 5 35
511 52 7 52 2 52 8 53 2 536 539 53 53 S34 541
501 52 4 50 491 50．5 501 52 8 52 3 33 4 511
圖2 2014～2016年汛期水導(dǎo)瓦溫對(duì)比
7結(jié)語(yǔ)
7．1創(chuàng)新之處
在線(xiàn)清洗新技術(shù)的應(yīng)用，能均布投球分流至各
冷卻器，經(jīng)排水管處回收至收球網(wǎng)，回收的膠球繼續(xù)
投入到供水總管內(nèi)，膠球在冷卻器銅管內(nèi)隨水流動(dòng)，
起到了清洗銅管內(nèi)壁的作用，減少了因水流緩慢而
造成的泥沙淤積在銅管內(nèi)壁的機(jī)會(huì)。投球、收球全部
自動(dòng)完成，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)投球、收球、排污功能，大大
減輕了人工勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)在線(xiàn)實(shí)時(shí)清洗冷卻
器的功能。多效過(guò)濾裝置與在線(xiàn)膠球清洗系統(tǒng)配合
使用，避免因銅管淤積堵塞而造成冷卻器效率降低
甚至失效的缺陷發(fā)生，從而使機(jī)組在汛期能安全、穩(wěn)
定運(yùn)行，降低非停風(fēng)險(xiǎn)。
7．2推廣應(yīng)用價(jià)值
該技術(shù)的應(yīng)用，是首次將多效過(guò)濾與不停機(jī)在
線(xiàn)實(shí)時(shí)清洗新技術(shù)應(yīng)用到水電廠機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)
中，通過(guò)實(shí)時(shí)在線(xiàn)清洗，保證機(jī)組各部冷卻器換熱管
路內(nèi)壁清潔，確保了冷卻效果。不停機(jī)在線(xiàn)實(shí)時(shí)清洗
新技術(shù)在水電機(jī)組技術(shù)供水冷卻器換熱管路清洗領(lǐng)
域達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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