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电厂双曲线冷却塔的清洗

2019-11-27 09:34:00浏览:15 来源:清洗联盟   

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电厂双曲线冷却塔的清洗

摘要:总结离线物理化学相结合清洗双曲线冷却塔的工艺步骤。

双曲线冷却塔是电厂循环水自然通风冷却的一种构筑物,是火力发电工程中三大建筑之一,是汽轮机发电机组重要的冷端设备之一。其冷却性能好坏对电站的经济和安全运行有着十分重要的影响。

1、双曲线冷却塔的结构

双曲线冷却塔由集水池、支柱、塔身、配水系统和淋水装置组成(如图1)。集水池为在地面下约2m深的圆形水池。塔身为有利于自然通风的双曲线型无肋无梁柱的薄壁空间结构,用钢筋混凝土制造,塔高一般为75~110m,底边直径40~100m。塔内上部为风筒,标高10m以下为配水槽和淋水装置。淋水装置是水蒸发散热的主要设备。运行时,从冷凝器来的热水从配水槽通过喷嘴向下喷射,流过填料的表面向下流淋滴溅至集水池,同时空气从塔底侧面进入,与水充分接触后带着热量向上排出。冷却过程以蒸发散热为主,一小部分为对流散热。经过冷却的水再从集水池由泵打到冷凝器完成循环。双曲线型冷却塔比水池式冷却构筑物占地面积小,布置紧凑,水量损失小,且冷却效果不受风力影响;它又比机力通风冷却塔维护简便,节约电能,但体形高大,施工复杂,造价较高。

2、双曲线冷却塔清洗的必要性

双曲线冷却塔是汽轮机发电机组重要的冷端设备之一,其冷却性能好坏对电站的经济和安全运行有着十分重要的影响。从双曲线冷却塔的构造可以看出,淋水装置是影响其冷却性能的主要因素之一。淋水装置由S波或斜折波填料、收水器和喷头组成。淋水填料是冷却塔内水、气两相进行传热、传质的效能核心,是影响冷却塔热力性能的主要组件。其作用是将配水系统溅落下来的热水形成水膜或细小水滴,以增大水和空气接触面积并延长水在塔中的流程,创造良好的传热传质条件。故一般说清洗冷却塔主要指清洗淋水填料。

双曲线冷却塔的水循环系统是一种敞开式冷却系统,灰尘等杂物很容易进入。再者,冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水的温度升高、水流速度的变化及水的蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着和微生物的大量滋生,以及由此形成的粘泥污垢堵塞填料等问题,严重影响冷却效果和破坏汽轮机凝汽器的安全生产,甚至造成经济损失。具体来讲,敞开式冷却循环水主要存在以下几方面的问题:

(1) 结垢。主要由两方面因素造成:一方面是经过冷却塔的曝气,水中CO2随空气从水中飘逸,使水中溶解度大的Ca(HCO3)2转化成浓度很小的CaCO3,从而析出,附着在填料表面上成垢;另一方面是由于循环水蒸发浓缩,使水中Ca2+离子、Mg2+离子达到饱和状态,析出成垢。

(2) 灰尘。敞开式冷却系统让灰尘杂物很容易进入。冷却塔通过使水与空气发生强制对流达到降温的目的,相当于水对富含灰尘的空气进行洗涤,从而使其进入系统沉积成垢。

(3)灰渣。个别电厂为节约,使用含有灰渣的不洁净水。当含灰渣水通过填料时,由于淋水间隙小,灰渣很容易堵塞在填料间并与垢物结合一起。严重时,垢物与灰渣结合物会像石块一样坚硬。

(4)生物粘泥。由于冷却循环水温一般为30~40℃,且氧含量、温度适宜,特别适于细菌的生长繁殖,从而在冷却系统内孳生大量藻类,形成粘泥。粘泥积附在填料淋水间隙中,使冷却水的流量减少。严重时,这些生物粘泥会将填料堵死,使冷却水不能均布,大大减少亲水面积,严重降低塔的冷却效果。展示拆卸下的粘泥堵塞严重的待处理填料。

冷却塔冷却效果降低,对发电系统凝汽器的安全、正常和低成本运行影响极大。为保证系统安全、正常、低成本运行。定期对冷却塔填料进行清洗显得至关重要。只有通过安全有效的清洗才可以达到如下目的:(1)清洗掉冷却塔填料内污垢和粘泥,保证正常的、生产需要的冷却效果,提高发电效率;(2)保护填料,延长其使用寿命;(3)节约能源,降低运行成本;(4)节约维修费用,带来潜在效益。

3、双曲线冷却塔填料的特性

双曲线冷却塔填料一般为S波或斜折波填料,长度一般为1000~1200mm,宽度一般为500mm,塑片厚度在0.4~0.6mm。出厂的填料是一片一片的,需在施工现场把一片一片地填料叠架粘接为高度大约为600~800mm的长方体。

S波或斜折波填料具有如下性能特点:

(1)结构设计新颖,亲水面积大,冷却效果好;

(2)适应温度-35~65℃,氧指数≥30,具有一定的韧性;

(3)属聚丙烯或聚氯乙烯材质,阻燃性能好,十分耐蚀;

(4)淋水间隙小,容易造成堵塞。

4、填料清洗回收利用可性行分析

当双曲线冷却塔填料被垢物附着或堵塞严重影响到冷却效果时,目前一般都是全部更换新填料。本文作者认为全部更换为新填料,既不经济也没必要。以施工某小电厂冷却塔为例进行分析。其单塔填料大约1300m3,约合30t。按10000元/t计算,仅填料一项就30多万元。加上其他附料和工钱,全部更换一台双曲线冷却塔填料至少需要40万元。再者,一般来说最下层填料结垢较严重,上层填料结垢并不严重。填料材质是聚丙烯或聚氯乙烯,性质类似玻璃钢,除非人为破坏,不会被腐蚀坏,大部分完全可以通过化学清洗处理后再使用。因此,全部更换新填料不是一种理性选择。

经过实践探索,对该装置采取了用离线物理化学相结合清洗工艺清洗处理一部分旧填料,再更换一小部分新填料的处理方法。总成本比全部更换新填料节约了60%左右。从冷却效果上说,这种做法和采用全部更换新填料是一样的。损毁的填料经过粉碎及其它处理,还可以让生产厂家再利用。

所以,对填料进行清洗再利用是可行的。

5、清洗技术方案的选择

对双曲线冷却塔的清洗来说有在线化学清洗和离线物理化学相结合清洗两种方法。

5.1在线化学清洗

目前市场上做化学清洗工程的大多采用酸洗加缓蚀剂的方法。这种技术使用在双曲线冷却塔会产生以下问题。

(1) 清洗不干净。酸洗是利用CO2-3+2H+=CO2+H2O的原理,故酸洗对碳酸盐垢来说很有效。双曲线冷却塔填料的垢成分主要是硅酸盐而不是碳酸盐,酸洗显然有点力不从心。再者,化学清洗满足浸泡和循环两个条件时,清洗才会有明显效果。对双曲线冷却塔来说,一是很难建立合适的清洗循环系统,二是清洗剂不能浸泡住填料,化学反应时间有限。因此,在线化学清洗保证不了清洗效果。

(2) 双曲线冷却塔集水池、支柱、塔身和配水槽为钢筋混凝土结构,酸洗对其有严重的腐蚀隐患。

(3) 在线化学清洗很难建立合适的清洗循环系统,若采用现有的循环系统清洗,系统很庞大,酸及其他化学品用量则非常大,故成本也非常高。

(4) 大量酸洗废液排放不当,会造成环境污染。显然在线化学清洗,对双曲线冷却塔而言,不是一种理想的选择。

5.2离线物理化学相结合清洗

离线物理化学相结合清洗是把填料拆开,离开其原来位置,分成一块一块的填料,综合运用人工刷洗、中压喷射清洗、浸泡清洗等多种物理、化学清洗工艺,使每一块填料都清洗干净后,再把填料复位的一种清洗方式。从清洗质量上说,离线物理、化学相结合清洗工艺比在线化学清洗的洗净率要高得多。洗后填料性能基本可以和新填料媲美。展示了结垢填料清洗前和清洗后状况。

6、双曲线冷却塔离线物理化学相结合清洗工艺步骤

根据对双曲线冷却塔清洗实践,总结清洗工艺步骤如下。

6.1备料

由于填料间的垢污往往很严重,而且也很结实,所以离线物理化学清洗在拆卸填料的过程中会损毁一定量填料,必须先根据填料的实际情况估计出可能损毁的数量,按原填料尺寸备足一定数量的填料。配制一定数量的清洗剂以备浸泡清洗工艺的实施。一般情况下,可以利用电厂的废酸池实施浸泡。

6.2搭建施工平台和场地

塔内用木板搭建一个一定面积的施工平台,能在塔内清洗好的填料就在塔内清洗。同时,在塔外选择一个相对平整的场地作为塔外施工平台。

6.3人员、设备组织

把施工人员分成拆装组、人工刷洗组、水喷射组、浸泡清洗组、运输组等,明确各自职责,并进行安全、工艺要求、质量要求、所用装备的培训。

6.4清洗施工

把拆开成一块一块的填料,送人工刷洗组刷洗;刷洗后,送水喷射组进行中压水射流清洗,达到质量要求的直接返拆装组复位;达不到质量要求的填料,送浸泡清洗组,经化学浸泡后返水喷射组重新进行水射流清洗,达到质量要求后返拆装组复位。清洗过程中损毁的填料暂送废料场,并随时补充同样数量的新填料至拆装组复位。如此循环,直至全部清洗合格。

6.5检查验收

委托方可派人现场一块一块的检查验收,也可在复位之前随机抽查验收。

6.6后处理

拆除施工平台,把废液处理后排掉,把废料送至指定地点或就地粉碎处理后送填料制造厂,打扫场地卫生。同时冷却塔集水池蓄水,准备运行生产。

7、离线物理化学相结合清洗工艺难点

离线物理化学相结合清洗工艺难点在于怎样有效地拆卸填料,既要损毁的填料最少,又要有一定的拆卸速度,以免影响生产。

8、结论

实践证明,离线物理化学相结合清洗双曲线冷却塔填料是最经济、最有效的清洗技术工艺。


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