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水電機組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實踐

文檔作者：文興全1，陸衛(wèi)丹1，王義國2 文檔來源： 1．廣東粵電長湖發(fā)電有限責任公司 2．廣東省粵電集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月05日
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第41卷第1期
54 2018年1月
水電站機電技術(shù)
Mechanical&amp;amp;Electrical Technique of Hydropower Station
V01．41 No．1
Jan．201 8
水電機組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實踐
文興全1，陸衛(wèi)丹1，王義國2
(1．廣東粵電長湖發(fā)電有限責任公司，廣東英德513021；2．廣東省粵電集團有限公司，廣東廣州510630)
摘要：為了消除長湖水庫水質(zhì)變差造成機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，在總供水管處自動投入自旋轉(zhuǎn)膠球，膠球均勻隨機投入各冷卻器銅管起到清洗銅管內(nèi)壁的作
用，通過實際應(yīng)用實踐，消除了隱患。
關(guān)鍵詞：水電機組；技術(shù)供水；不停機清洗冷卻器；膠球在線清洗
中圖分類號：TV674 文獻標識碼：A 文章編號：1672—5387(2018)1-0054—03
DOI：10．13599／j．cnki．1 l一5130．2018．1．015
1引言
水電機組技術(shù)供水水源普遍采自上、下游，經(jīng)過
濾水器改善水質(zhì)后即供至各部位的冷卻器使用，冷
卻器運行一定的時間后均會在換熱管內(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
是需要停機檢修，尤其是汛期停機會造成大量的棄
水，而產(chǎn)生經(jīng)濟損失"31。本文以長湖水電廠2號機
組技術(shù)供水系統(tǒng)為實例，將一種新型膠球清洗系統(tǒng)
加入到技術(shù)供水系統(tǒng)中，以達到不停機實時清洗冷
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)運行簡況
2．1系統(tǒng)簡介
長湖水電廠于1969動工興建，安裝有兩臺軸流
轉(zhuǎn)槳式機組，于1974年全部投產(chǎn)發(fā)電，經(jīng)增容后現(xiàn)
裝機容量為82 MW(1×42 MW+I×40 M聊，水庫庫
容小，屬于徑流式水電站，水庫無調(diào)節(jié)能力。
機組的技術(shù)供水采用的是自流供水方式，水源取
自本機蝸殼，取水后經(jīng)過濾精度為4 111111的濾水器過
濾后，再經(jīng)總冷卻水液壓閥分別供至各冷卻器。長湖水
電廠技術(shù)供水的主要作用是通過油冷卻器對推力、上
導(dǎo)、水導(dǎo)軸承及發(fā)電機空氣冷卻器進行冷卻散熱。
2．2存在的問題
由于長湖水庫水質(zhì)較建廠初期劣化明顯，特別
是水庫大量網(wǎng)箱養(yǎng)殖、上游新建化工廠等造成水質(zhì)
污染，且實際運行的水溫也較設(shè)計水溫有所提高(設(shè)
計水溫不大于28℃，實際運行達31℃)，技術(shù)供水
水源雖經(jīng)濾水器過濾，水質(zhì)及水溫仍然達不到最初
的設(shè)計要求。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。長湖水電廠自2012。2014年間，兩臺機組的推
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)致被迫申請停機緊急搶修的被
動局面。
3新型膠球清洗技術(shù)簡介
清華大學(xué)航天航空學(xué)院針對現(xiàn)有冷卻器在線清
洗技術(shù)普遍存在的問題，研發(fā)了新型膠球清洗系列
專利技術(shù)，該新型系列專利技術(shù)對于火電廠凝汽器
清洗，已在國內(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：
(1)新型膠球清洗系統(tǒng)中的均布投球裝置通過
多點、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
作者簡介：文興全(1983一)，男，工程師，從事水電廠主輔設(shè)備檢修、
維護技術(shù)管理工作。
萬方數(shù)據(jù)
第1期文興全，等：水電機組技術(shù)供水冷卻器清洗新技術(shù)應(yīng)用實踐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倉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)新穎，操
作簡便。
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
清華大學(xué)的技術(shù)雖在火電廠有成功應(yīng)用實例，
但根據(jù)長湖水電廠技術(shù)供水的實際情況，需要在火
電廠凝汽器膠球清洗技術(shù)基礎(chǔ)上進行改進，實現(xiàn)水
電機組技術(shù)供水冷卻器不停機在線實時清洗。由于
長湖水電廠機組技術(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
單管盤形結(jié)構(gòu)。根據(jù)長湖水電廠機組的實際情況需
對新型膠球系統(tǒng)作如下改進：
(1)在技術(shù)供水總管處增加多效過濾裝置，對水
源進行預(yù)處理，使水質(zhì)得以凈化。
麓
(2)須將收球網(wǎng)進行改進。由于水電機組膠球
路徑長，收球網(wǎng)處存在一定的壓力，應(yīng)增加一個驅(qū)動
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、電動閥門
及相應(yīng)的電氣元件組成一個投、收球系統(tǒng)。該系統(tǒng)可
在機組正常運行的同時，由PLC來控制使膠球自動
投入到供水管，膠球隨水流通過冷卻器換熱管，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)點是清洗冷卻器換熱管內(nèi)壁不
需停機，實現(xiàn)了冷卻器的在線實時清洗，只需在控制
系統(tǒng)人機界面設(shè)置適當?shù)耐肚驎r間、清洗時間、循環(huán)
次數(shù)、收球時間、間隔時間等參數(shù)后，系統(tǒng)即可按設(shè)
定的清洗頻率及時間對冷卻器進行清洗。
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訇1長湖水電廠2號機膠球清洗系統(tǒng)原理圖
萬方數(shù)據(jù)
56 水電站機電技術(shù)第41卷
5清洗方案實施情況
2015年3月8日一4月19日，完成了現(xiàn)場設(shè)備
多效過濾器、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
投入試運行。
6實施效果分析
6．1現(xiàn)場測試情況
系統(tǒng)自2015年投入試運行，經(jīng)歷兩個主汛期
后，技術(shù)人員于2017年汛前對系統(tǒng)的應(yīng)用效果進行
檢查，期間對新型膠球清洗裝置的測試情況詳見表
1。雖然收球率沒有達到96％的理想值，但系統(tǒng)投運
以來沒有發(fā)生過換熱器銅管被膠球堵塞的情況。
表1實時在線新型膠球清洗裝置收球率測試記錄表
(2017年4月1日)
6．2經(jīng)濟效益分析
新型膠球清洗系統(tǒng)從2015年5月～2016年lO
月，經(jīng)過兩個主汛期的應(yīng)用，冷卻器內(nèi)部換熱銅管運
行情況較在線清洗系統(tǒng)投運前有明顯改善，機組各
軸承的瓦溫未再出現(xiàn)異常升高情況，沒有出現(xiàn)因冷
卻器銅管堵塞而造成的機組非計劃停運情況。綜合
比較以往情況，每年減少非計劃停機時間約為120
h，具有明顯的經(jīng)濟效益。年度無非停增發(fā)效益約：
40000kW"X 120hX0．32元／l【W(wǎng)·h=153．6萬元。
6．3社會效益分析
長湖水電廠2號機組投入在線膠球清洗系統(tǒng)
后，機組各部瓦溫穩(wěn)定，對比新技術(shù)應(yīng)用前后主汛期
機組瓦溫變化情況(圖2)及機組檢修時拆出冷卻器
檢查堵塞情況可以發(fā)現(xiàn)，新型膠球清洗技術(shù)在長湖
水電廠的應(yīng)用，切實對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，從目前的運行情況來看，以下幾
方面的安全風險已消除：①汛期出現(xiàn)機組軸承瓦溫
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)安全風險。
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)瓦溫對比
7結(jié)語
7．1創(chuàng)新之處
在線清洗新技術(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，
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)壁的機會。投球、收球全部
自動完成，實現(xiàn)了全自動投球、收球、排污功能，大大
減輕了人工勞動，實現(xiàn)了不停機在線實時清洗冷卻
器的功能。多效過濾裝置與在線膠球清洗系統(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，從而使機組在汛期能安全、穩(wěn)
定運行，降低非停風險。
7．2推廣應(yīng)用價值
該技術(shù)的應(yīng)用，是首次將多效過濾與不停機在
線實時清洗新技術(shù)應(yīng)用到水電廠機組技術(shù)供水系統(tǒng)
中，通過實時在線清洗，保證機組各部冷卻器換熱管
路內(nèi)壁清潔，確保了冷卻效果。不停機在線實時清洗
新技術(shù)在水電機組技術(shù)供水冷卻器換熱管路清洗領(lǐng)
域達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，有較好的推廣應(yīng)用價值。
參考文獻：
【1】周雄．水電站技術(shù)供水方案綜述IJ]．四川水力發(fā)電，2006
25(4)：64—66．
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111．4e．．．v-機械，2016，43(3)：268-271．
[3】楊曉良．換熱器清洗技術(shù)【I】．清洗世界，20lO，26(8)：14-20．
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