李想，华利明，郝建军

空冷系统尖峰冷却管束除垢方法

李想1，华利明2，郝建军3

（1. 吉林电力股份有限公司白城发电公司，吉林 白城 137000；2. 沈阳乐节科技有限公司，辽宁 沈阳 110159； 3. 沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110159）

针对尖峰冷却器运行过程中的结垢问题，提出了针对性的解决方法，清洗除垢效率达到90%以上，每年清洗一次，能极大提高尖峰冷却装置的使用和节能效果。

尖峰冷却器；结垢；清洗；除垢

火力发电在我国电力工业中占有较大份额，一些大容量高参数的大型汽轮机组在消耗大量煤炭资源的同时，也消耗大量的水资源，为了降低水资源的消耗，特别是在严重缺水地区，国家发改委在2003年规定，在富煤缺水的“三北地区”，新增火力发电机组必须采用空冷技术[1]。由于火力发电空冷机组建在室外，环境因素影响较大，特别是在夏季，由于环境温度高导致换热性能降低，运行过程中出现高背压、限负荷等运行状态[2]。这种情况会给电厂带来经济损失，也会影响机组运行的安全性。为此多数的火力发电企业在空冷机组中都安装有尖峰冷却器，来解决机组在夏季高温环境下出现的高背压、限负荷问题。

1 问题分析

发电机组尖峰空冷器原设计采用循环水进行喷淋冷却，在使用过程中发现尖峰冷却器长时间运行后，会在尖峰冷却器换热管道外表面形成大量的垢，引起结垢的主要因素包括水的流速、喷淋水温度、压力、pH值等，其次还受换热系统的运行工况影 响[3]。尖峰冷却管束表面形成的垢主要成分为钙镁水垢、硅酸盐水垢、铁镁铝化合物[4]。尖峰冷却器换热管道表面结垢，严重降低尖峰冷却器的传热效果，长时间还会形成垢下管道的腐蚀，这些都直接影响发电机组尖峰空冷器的正常运行[5]。因此对尖峰冷却器管束垢质进行清除是提高发电机组尖峰空冷器使用效率和使用寿命的有效方法。

2 解决方法

尖峰冷却器管束垢质外观呈现灰白色，清洗方法主要有两种：一种是物理方法清洗，另一种是化学清洗。其中物理清洗是采用高压水枪的方法进行清洗，该方法可以冲刷掉大部分垢质，但管道局部会有残留，须进行二次处理；化学清洗方法相比较于物理清洗方法，尖峰冷却器管束垢质去除速度较慢，容易造成管道腐蚀。针对以上问题，笔者开发了一套化学喷淋清洗、压力水清洗及机械辅助除垢相结合的清洗除垢方法，在吉林电力股份有限公司白城发电公司1#、2#空冷机组应用取得了良好的效果。

2.1 化学喷淋清洗

该方法是一种循环化学清洗技术，在尖峰冷却器底部设置清洗剂回收槽和清洗剂储槽，利用循环泵实现循环清洗，喷淋清洗、循环槽和储回收槽见图1、图2、图3所示。

在清洗过程中，使用沈阳乐节科技有限公司研发的LJ-200K型清洗剂，在清洗过程中，将化学清洗溶液均匀喷洒到所要清洗的管束表面上，借助清洗液的重力从上层管束流到下层管束，使清洗液与各层管束外壁上的锈、垢进行充分的接触，发生化学反应达到清洁系统的要求。通过调整喷淋头的位置，可以使清洗液喷到管路各个位置，保证尖峰冷却各层管束表面清洗的洁净度。

化学喷淋清洗使用自主研发的LJ-200K型清洗剂，该清洗剂主要由有机复合酸、清洗助剂、缓蚀剂、金属离子螯合剂以及其他添加剂组成，该化学喷淋清洗具有溶垢能力强、渗透性强的特点，在有效去除管束外壁的垢质同时可确保管束材料及镀锌层不被腐蚀。

图1 移动喷淋清洗装置

图2 循环储槽装置

图3 回收槽装置

2.2 机械辅助除垢

尖峰冷却器管束在化学清洗剂清洗过程中，在管束外的结垢除了部分溶解外，会有较多的垢质大块剥落，卡在管束之间影响除垢的进一步进行，此时采用机械辅助除垢方式，使用专用机械除垢工具去除管束间的大块垢质，此措施可加速化学喷淋后剥离的垢质快速下落，便于管束空隙通畅，提高除垢效率。

2.3 压力水清洗

管束经过化学清洗后，在管道上还残留有部分污渍，此时选择合适压力的高压水枪及特制专用喷嘴装置，用高压水枪顺着尖峰冷却器管束的 30°~45°倾角进行反复冲洗，直到冲刷掉顽固的水垢。使用高压水枪时，严格遵守高压水枪的安全操作规范，确保施工安全。进过化学清洗、压力水清洗后的管束见图4、图5所示。

图4 管束清洗前外观

图5 管束清洗后外观

3 解决效果

目前多数空冷火力发电企业都采用空冷岛尖峰冷却装置，该装置多年运行后均存在结垢较多的问题，采用这种化学喷淋清洗、压力水清洗及机械辅助除垢相结合的方式处理后，除垢率在90%以上，在夏季能够有效降低背压，减少燃煤使用。设备在清洗过程中不会发生腐蚀，且经清洗剂清洗后的设备具有一定的防锈能力，清洗采用循环清洗的方式，清洗剂采用无污染材料，对环境无污染，清洗剂可以回收循环使用，清洗剂废液经过中和后符合环保排放标准。通过对尖峰冷却装置除垢探索，得出结论：尖峰冷却装置每年清洗除垢一次，能极大提高尖峰冷却装置的使用和节能效果。

［1］曾令刚.直接空冷机组排汽装置内置尖峰冷却器探析[J].科学技术创新，2018（19）：146．

［2］赵维忠.空冷凝汽系统尖峰冷却装置应用现状[J].电网与清洁能源，2014，30（7）：6．

［3］王兵，李长俊，朱伟，等.结垢及除垢技术在管道中的应用研究[J].石油化工腐蚀与防护，2008（1）：28．

［4］佘娇容. 直流输电换流阀外冷系统结垢机理及除垢方法研究[D].广州：华南理工大学，2018．

［5］代中华.板式换热器在供热系统使用中的结垢处理[J].设备管理与维修，2020（13）：128-129．

Descale Method for Peak Cooling Tube Bundle of Air Cooling System

1,2,3

（1. Jilin Electric Power Co., Ltd., Baicheng Power Generation Company, Baicheng Jilin 137000, China; 2. Shenyang Lejie Technology Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110159, China；3. School of Environment and Chemical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang Liaoning 110159, China）

Aiming at the scaling problem during the operation of the peak cooler,a targeted solution was proposed. The cleaning and descaling efficiency reached more than 90% after using the solution. The cleaning once a year can greatly improve the use and energy-saving effect of the peak cooling device.

Spike cooler; Scaling; Cleaning; Descaling

2020-08-13

李想(1985-），男，辽宁省开源市人，工程师，2008年毕业于沈阳工程学院热动专业，研究方向：火力发电企业热机技术。

TQ016.5+5

A

1004-0935（2021）01-0094-03