【摘 要】 我国是一个干旱缺水的国家，水资源人均占有量仅为世界水平的四分之一，中国又是世界用水量最多的国家，然而，采用直接空冷凝汽器的机组比水冷凝汽器的机组节水约90%。直接空冷机组面临的问题启动阶段系统铁离子含量超标影响机组投运时间，以及水、汽硅含量在投运后一段时间内达不到标准，会造成汽轮机结硅垢或积硅盐，影响机组的效率。产生此问题的原因是直接空冷凝汽器清洗质量。为此。提出直接空冷凝汽器清洗的方法、步骤和技巧。
　　【关键词】 空冷凝汽器；冷态清洗；蒸汽清洗；氧化铁；硅垢
　　概况：
　　直接空冷机组普遍存在投运前铁离子含量超标，及投运后水、汽硅含量长期超标问题。根据对多台直接空冷机组较长时问的跟踪分析，认为其主要原因是直接空冷凝汽器冷态和热态清洗质量不良，大量含硅、铁物质残留于空冷系统，尤其是空冷系统中的水平管道。这些含硅物质会缓慢释放到凝结水中，从而导致凝结水硅超标。另外，现有的直接空冷机组的凝结水精处理系统有些采用粉末树脂覆盖过滤器，这种精处理系统并无除硅能力。这样，硅超标的凝结水会持续污染给水，最终导致蒸汽硅、铁离子超标。
　　一般水冷机组在试运期间水、汽中硅含量就能达标，而直接空冷机组则要投运3个月到半年后才能达标。对此，总结出一套直接空冷凝汽器的清洗方法，实施该方法可使直接空冷机组的水汽质量尽早达标。
　　1 直接空冷凝汽器的基本结构
　　直接空冷凝汽器结构主要分为上下两部分，下部为支撑设施，上部为热交换装置。热交换装置分多个热交换单元，为一个热交换单元的结构。每个热交换单元由1根配汽管和2根凝结水管围成三角形，侧面用截面为椭圆形的换热管束连接配汽管和凝结水管；相邻二根换热管问装有波纹型散热片，它们紧密排列成二个侧面。
　　直接空冷系统所需的冷却空气通常由机械通风方式供应。低压缸排出的蒸汽进入排汽管（直径一般为6m），经排汽管到达各个配汽管，其管径是变化的，由近排汽管端到远排汽管端管径逐渐减小，最大直径约为6m，最小直径约为3m；配汽管主要是水平段直径仍然从进汽端到远端逐渐减小，最大直径约为3m，最小直径为1m，排汽管道与配汽管道之间由隔离阀隔开；蒸汽在每根换热管内进行热交换后冷凝成水并汇集到下端的凝结水管，再经凝结水收集管汇总后进入热井。
　　2 直接空冷凝汽器的冷、热态清洗
　　直接空冷系统的清洗工作一般分为两个阶段进行。第一个阶段是冷态清洗阶段，目的是清除在运输和安装过程中进入系统的杂质。首先由人工清除系统管道内壁的沙子、铁屑、焊条、焊瘤、氧化皮等较大颗粒的杂质，然后用高压水枪将进行清洗。在冷态清洗过程中不要让管道内部充满水，否则系统将无法承受其重量带来的负荷。这个阶段一般在安装过程中进行。第二个阶段是蒸汽清洗阶段，采用热蒸汽流速高、温度高，故可以提高清洗效果，将蒸汽引入凝汽器对直接空冷凝汽器的管路、换热器进行高速清洗，将冷态清洗后残留的机械杂质从系统中清除掉。
　　2.1冷态清洗
　　整个直接空冷凝汽器的清洗坚持从上到下、及时排污的原则。内部清洗包括排汽管、配汽管、换热管、下联箱、凝结水收集管的清理和清洗。
　　冷态清洗主要分为两个方面，首先，在安装过程中将排汽管、配气管、下集箱、凝结水管进行人工清理，采用电动钢丝刷和喷砂方法对其内壁进行打磨除锈，清楚内部氧化铁及一些附着物（下联箱在封闭端板之前需要将内部安装残留物及时清除）；其次，在系统完善后对其进行高压水冲洗，步骤如下：
　　（1）排汽管和配汽管进行清洗；排汽管和配汽管直径较大，系统安装完毕后及时用安装架子对其进行清理，从上往下用高压水枪进行清洗，将杂质冲到下联箱和排汽管水平段中，然后彻底清除排汽管、及下联箱所有颗粒杂质。另外，清理配汽管时，防止杂质进人换热管内。（见下图）
　　（2）换热管的清洗；用高压水枪对换热管进行逐根清洗，并确保无遗漏。因换热管垂直管身的截面为扁长的椭圆形，在清洗时要尽可能清洗到全部内表面，应使高压水枪在椭圆形两个远端往复运动清洗。由于管道长度稍长且截面为扁长的椭圆形，管道下半段可能会清洗不彻底，为避免此问题的发生，单根换热管清洗时问要求至少达到（3～5）min，确保每根管道的整个内表面都被清洗到且管内部无残留焊条，铁屑等杂物。
　　（3）下联箱和凝结水收集管得清理；换热管清洗后，大量的杂物会汇集到下联箱和凝结水收集水管内，以600MW机组为例下联箱内径一般为630mm，单根管长85m，凝结水收集管水平管（DN150mm，图7）累计长达约920m，每个机组共16根。目前这部分管段管径太小，人进人清理困难，用小流量高压水枪进行清洗效果不佳。因而建议采用连接DN150mm临时清洗管道的方法，将临时管道接在如图6所示的下联箱的一端，另一端将凝结水母管出口端封闭，打开凝结水收集管的进水阀门，将收集管上的排污门（或排污法兰）打开，用高速水流将收集管内部的污物冲出系统，从凝结水收集总管处的排污门（或排污法兰）处排放。清洗至出水清澈、无大颗粒杂质为止。然后关闭排污门（或排污法兰），仍用临时清洗水对凝结水收集管及热井进行清洗，将杂质冲到排汽装置，最后清理排汽装置。人工清理排汽装置时，可以先进行扫除，然后用海綿将泥水吸净，最后，用面团粘除细小的机械微粒。此外，建议凝结水收集管在安装时整体呈一定的斜率，向下连接至热井。
　　2.2热态清洗
　　热态清洗的部件包括排汽管、配汽管、换热管、下联箱、凝结水收集管等。空冷凝汽器热态清洗时要求汽轮机处于盘车状态，清洗所用蒸汽来自汽轮机旁路系统。
　　（1）热态清洗时，从凝汽器管束来的含垢凝结水水不能进入排汽装置，必须安装清洗废水排放临时管道，为此事先需要准备一个废水收集箱，且该设备能承受80度以上温度的凝结水，并考虑外壳保温。在热态清洗过程中，凝结水通过临时管道被排放到废水收集箱中，再排放到雨水井中。在排放到雨水井的管路中，最好接通三路，一路管DN300正常排放，两路溢流管DN200，防止在大流量冲洗过程中水箱水溢流，保证热态冲洗连续有效的进行。由于空冷系统处于真空状态，热态清洗开始之前应该将废水收集箱充好水并保持一定水位，在废水收集箱上安装临时水位计，以检测水位，排放临时管道必须浸入到废水收集池的水面以下，防止系统漏入空气。在排放临时管道上安装取样管，监视化验水质。取样管需要接至地面。
　　（2）热态清洗需要具备的条件：
　　◇空冷系统风压、检漏及气密性试验完毕、空冷凝汽器冷态冲洗合格，并进行了系统封闭。
　　◇所有空冷系统的变频风机完成分部试运，并试运合格。
　　◇空冷系统所有热工仪表计及检测系统投入正常。
　　◇临时管路安装完毕，除盐水水量充足，确保冲洗的用气量。
　　（3）在整个热态清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清洗。间歇性清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清除管道内壁上粘附的微小杂质。为了使每排换热器都能得到充分的清洗，在热态清洗前要利用隔离阀对配汽管道实施分离阻挡。清洗过程中在安全的范围内，尽量使大流量、高排汽温度的蒸汽集中冲洗一列凝汽器，并保证整个清洗阶段每根配汽管内蒸汽的流量、流速不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，使其冲刷能力最大。此外，大量的蒸汽凝结后也会生成大量的凝结水，这些凝结水将运载着杂质排出系统，因此要使凝结水有一定的运载能力，蒸汽的流量流速就要根据具体情况做计算。热态冲洗必须逐列进行，当一列被清洗时，此列的所有风机运行，其它各列风机低速运行或停止。其运行条件应保持机组背压和凝汽器安全，在清洗完一列时需要对其进行取样，检测合格后冲洗下一列凝汽器，直至整个直接空冷凝汽器系统冲洗合格，停止热态冲洗。
　　3 结束语
　　采用本文所述方法对空冷凝汽器进行彻底清洗，加之对锅炉在吹管阶段进行专门的洗硅，可使机组蒸汽硅和铁离子含量达标时间缩短，既节省了。