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水電機組技術供水冷卻器清洗新技術應用實踐

文檔作者：文興全1，陸衛丹1，王義國2 文檔來源： 1．廣東粵電長湖發電有限責任公司 2．廣東省粵電集團有限公司		點擊數：	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
Mechanical&amp;amp;Electrical Technique of Hydropower Station
V01．41 No．1
Jan．201 8
水電機組技術供水冷卻器清洗新技術應用實踐
文興全1，陸衛丹1，王義國2
(1．廣東粵電長湖發電有限責任公司，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應
用到技術供水系統中，在總供水管處自動投入自旋轉膠球，膠球均勻隨機投入各冷卻器銅管起到清洗銅管內壁的作
用，通過實際應用實踐，消除了隱患。
關鍵詞：水電機組；技術供水；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
水電機組技術供水水源普遍采自上、下游，經過
濾水器改善水質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，而產生經濟損失"31。本文以長湖水電廠2號機
組技術供水系統為實例，將一種新型膠球清洗系統
加入到技術供水系統中，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技術供水系統運行簡況
2．1系統簡介
長湖水電廠于1969動工興建，安裝有兩臺軸流
轉槳式機組，于1974年全部投產發電，經增容后現
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，水庫無調節能力。
機組的技術供水采用的是自流供水方式，水源取
自本機蝸殼，取水后經過濾精度為4 111111的濾水器過
濾后，再經總冷卻水液壓閥分別供至各冷卻器。長湖水
電廠技術供水的主要作用是通過油冷卻器對推力、上
導、水導軸承及發電機空氣冷卻器進行冷卻散熱。
2．2存在的問題
由于長湖水庫水質較建廠初期劣化明顯，特別
是水庫大量網箱養殖、上游新建化工廠等造成水質
污染，且實際運行的水溫也較設計水溫有所提高(設
計水溫不大于28℃，實際運行達31℃)，技術供水
水源雖經濾水器過濾，水質及水溫仍然達不到最初
的設計要求。使得技術供水冷卻器內部換熱銅管被
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、水導瓦、上導瓦連續發生了多次汛期因銅管堵
塞使瓦溫異常偏高導致被迫申請停機緊急搶修的被
動局面。
3新型膠球清洗技術簡介
清華大學航天航空學院針對現有冷卻器在線清
洗技術普遍存在的問題，研發了新型膠球清洗系列
專利技術，該新型系列專利技術對于火電廠凝汽器
清洗，已在國內張家口電廠等多家火電廠得到了成
功應用柳，效果明顯。其技術具有如下特點：
(1)新型膠球清洗系統中的均布投球裝置通過
多點、均布投球，改善了膠球在循環水管中的分布狀
況，防止膠球在換熱管人口的局部聚集；
(2)新型膠球清洗系統的收球網采用固定網結
構，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，從事水電廠主輔設備檢修、
維護技術管理工作。
萬方數據
第1期文興全，等：水電機組技術供水冷卻器清洗新技術應用實踐55
(3)新型自旋轉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構，結構新穎，操
作簡便。
4冷卻器清洗方案設想及確定
4．1凝汽器清洗技術引進
清華大學的技術雖在火電廠有成功應用實例，
但根據長湖水電廠技術供水的實際情況，需要在火
電廠凝汽器膠球清洗技術基礎上進行改進，實現水
電機組技術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供水系統管路分支多，總供水
管分別要向水導、推力、上導軸承的油冷卻器及發電
機空氣冷卻器供水，各換熱設備的銅管管徑小
(妒19×1．5)，且型式不盡相同，有箱式結構的，也有
單管盤形結構。根據長湖水電廠機組的實際情況需
對新型膠球系統作如下改進：
(1)在技術供水總管處增加多效過濾裝置，對水
源進行預處理，使水質得以凈化。
麓
(2)須將收球網進行改進。由于水電機組膠球
路徑長，收球網處存在一定的壓力，應增加一個驅動
力阻止膠球附著在收球網面，增加收球率。
4．2確定冷卻器清洗方案
在技術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刮刷式
收球網，由投球管路、收球管路、球罐組件、電動閥門
及相應的電氣元件組成一個投、收球系統。該系統可
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
熱管內不斷的旋轉與管壁碰撞摩擦以清洗管壁，最
后流出換熱管排至收球網處，再由PLC控制使膠球
自動收回到球罐內以備下次繼續投球，系統原理如
圖1。該系統突出優點是清洗冷卻器換熱管內壁不
需停機，實現了冷卻器的在線實時清洗，只需在控制
系統人機界面設置適當的投球時間、清洗時間、循環
次數、收球時間、間隔時間等參數后，系統即可按設
定的清洗頻率及時間對冷卻器進行清洗。
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詳圖I
訇1長湖水電廠2號機膠球清洗系統原理圖
萬方數據
56 水電站機電技術第41卷
5清洗方案實施情況
2015年3月8日一4月19日，完成了現場設備
多效過濾器、球罐及附件、收球網桶及附件、投球裝
置及控制柜的安裝調試工作，設備于5月18日正式
投入試運行。
6實施效果分析
6．1現場測試情況
系統自2015年投入試運行，經歷兩個主汛期
后，技術人員于2017年汛前對系統的應用效果進行
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，但系統投運
以來沒有發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經濟效益分析
新型膠球清洗系統從2015年5月～2016年lO
月，經過兩個主汛期的應用，冷卻器內部換熱銅管運
行情況較在線清洗系統投運前有明顯改善，機組各
軸承的瓦溫未再出現異常升高情況，沒有出現因冷
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，具有明顯的經濟效益。年度無非停增發效益約：
40000kW"X 120hX0．32元／l【W·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
后，機組各部瓦溫穩定，對比新技術應用前后主汛期
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現，新型膠球清洗技術在長湖
水電廠的應用，切實對冷卻器銅管起到了清洗作用，
避免了銅管堵塞。
新技術應用后，從目前的運行情況來看，以下幾
方面的安全風險已消除：①汛期出現機組軸承瓦溫
異常升高缺陷；②濾水器濾網堵塞造成技術供水壓
力偏低；③汛期人員消缺的作業安全風險。
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年汛期水導瓦溫對比
7結語
7．1創新之處
在線清洗新技術的應用，能均布投球分流至各
冷卻器，經排水管處回收至收球網，回收的膠球繼續
投入到供水總管內，膠球在冷卻器銅管內隨水流動，
起到了清洗銅管內壁的作用，減少了因水流緩慢而
造成的泥沙淤積在銅管內壁的機會。投球、收球全部
自動完成，實現了全自動投球、收球、排污功能，大大
減輕了人工勞動，實現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
甚至失效的缺陷發生，從而使機組在汛期能安全、穩
定運行，降低非停風險。
7．2推廣應用價值
該技術的應用，是首次將多效過濾與不停機在
線實時清洗新技術應用到水電廠機組技術供水系統
中，通過實時在線清洗，保證機組各部冷卻器換熱管
路內壁清潔，確保了冷卻效果。不停機在線實時清洗
新技術在水電機組技術供水冷卻器換熱管路清洗領
域達到國內領先水平，有較好的推廣應用價值。
參考文獻：
【1】周雄．水電站技術供水方案綜述IJ]．四川水力發電，2006
25(4)：64—66．
[2】昊同鋒，蔡曉君，劉湘晨，等．常用換熱器清洗技術及選用
111．4e．．．v-機械，2016，43(3)：268-271．
[3】楊曉良．換熱器清洗技術【I】．清洗世界，20lO，26(8)：14-20．
[4】任麗君，劉博，孟繼安，等．張家口電廠6號機膠球清洗系
統改造與運行效果Ⅱ】．汽輪機技術，2014，56(6)：451-460．

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