一种电厂凝汽器在线快速酸洗装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电厂凝汽器化学清洗领域，是一种换热器节能减排的新技术，是采用水下液压定位技术，对凝汽器中换热管的水垢和污溃实现快速在线化学清洗的一种新技术方法。
【背景技术】
[0002]电厂凝汽器是广泛应用于电力系统主要辅助设备之一，担负着汽轮机排汽的冷却任务，其工作性能的好坏对电厂的安全、经济运行有着重要的影响。在传热过程中，凝汽器中换热管水侧内壁由于受加热和水质的影响易形成水垢和污溃，对换热器的性能产生不良的影响，如何及时清除水垢和污溃一直是电厂亟待解决的重要问题。
[0003]凝汽器是由数千根换热管组成，管外走蒸汽，管内走冷却水，因有热交换的存在，冷却水中的盐份在连续加热过程中不断析出，形成大量的水垢并附着在管壁上，导致凝汽器内真空下降，发电煤耗率上升，发电成本增加，因此降低汽轮发电机组的效率。当凝汽器结垢0.5mm左右，可使真空度由90%以上降到85%以下，使发电煤耗升高15?20g/kff *h,对于一台年运转7000h、负荷率为90 %的300MW机组来说，每年将多耗标准煤约28?38万t，如果水垢厚度达1mm，则不仅多耗煤量将超过每年5万多吨，而且将影响10%的出力。凝汽器内真空下降，还会使汽轮机的排汽温度升高，导致低压缸的变形，不仅影响电厂运行的经济性，还直接影响汽轮发电机组的运行安全。本发明就是针对这一问题而提出的，以极少量有针对性的、特定的化学清洗剂，对凝汽器中水垢和污溃实现在线化学精确清洗一种技术方法。
[0004]下面将本发明和电厂常用的同类的在线清洗的方法进行一个比较:
I)凝汽器胶球清洗方法(此法为电厂标准配置):在凝汽器水则投入大量胶球，胶球随循环水流动，通过凝汽器换热管，对换热管进行清洗，它虽然能起到一定除垢的作用，但由于胶球不能太大、太硬否则难以通过凝汽器换热管，但是太小、太软、又会影响除垢效果，导致胶球回收率降低。此外，胶球清洗法还取决于循环水的流速，冬季循环水温度低，流量不能大，否则会产生凝结水过冷，造成机组运行经济性下降.流量的下降导致换热管内水流速的下降，胶球清洗效果下降，凝汽器清洁率下降，最低可达0.4(设计值0.85)。对于采用中水做循环水的系统，效果就更差，因此如何用好胶球也一直是困扰电厂的难题。在CNK以上可查阅到大量的关于胶球改进的文章就证明了这一点，但改造后运行一段时间后同样的问题又会出现，说明胶球清洗本身就存在依赖循环水流速，收球率和清洗效果难以两全的重大缺陷。
[0005]2)凝汽器在线化学清洗方法:现在电厂基本上无一例外的都会在投入胶球清洗的基础上在凝汽器循环水池中加入大量的化学清洗剂(主要是酸、缓蚀剂和除藻剂为中和排放还要加大量的碱)，以阻止换热管结垢和藻类的生长。随着机组容量增大，循环冷却水量越来越大、300MW机组为40000t/h左右，冷却塔循环冷却水蒸发量约为2600t/h，600MW、100(MW机组就更多，为了保证阻垢、灭菌效果，维持循环冷却水的低PH值，加药量可想而知，以300MW机组为例，一年加药的费用约为200万元左右。尽管如此，对采用中水(国家有规定电厂循环水必须采用中水，以避免采用地下水)作为电厂循环冷却水的机组，效果并不明显，不少机组因结垢严重不得不在运行期间进行临停清洗，以保证机组运行的安全性。
[0006]这种清洗方法的主要问题是:加入的化学清洗剂，被循环水池中大量的循环水稀释了，到凝汽器换热管时远远达不到清洗浓度，白白浪费了大量化学清洗剂。
【发明内容】
[0007]根据现有技术存在的不足，本发明提出了一种酸洗液用量精准、除垢效果好、可实现零排放的电厂凝汽器在线快速酸洗技术。
[0008]本发明技术方案按照下述方法实现:
一种电厂凝汽器在线快速酸洗装置，包括设置在凝汽器水室外的酸洗配液装置和伺服装置，在所述凝汽器水室内安装有用于精确定位的水下定位装置和用于注入酸洗液的速灌器，所述伺服装置通过防水电缆和液压管连接水下定位装置，所述酸洗配液装置通过注液管连接速灌器，所述水下定位装置包括一个垂直液压缸和一根通过垂直联接器中心的竖直导轨；所述垂直联接器上、下端中心安装有直线轴承，与所述竖直导轨形成动配合，垂直联接器上、下端分别安装有箱体I和与箱体I相同箱体II，所述箱体I上安装有上支座，所述箱体II上安装有与上支座相同的下支座；所述上支座上设置有速灌器I，所述下支座上设置有与速灌器I相同的速灌器II。
[0009]所述速灌器I包括槽型件，所述槽型件上设置有滑动轨道，所述滑动轨道上设置有能够推进速灌器的推进器；所述槽型件上还设置有两个用于注入酸洗液的注嘴和两个预启阀；速灌器I和速灌器II之间设有注液联通管。
[0010]所述上支座由连接在箱体上的槽钢和连接在槽钢上的支撑板组成。
[0011]所述垂直液压缸内置有位置传感器。
[0012]所述注液管通过注液管铰接头连接。
[0013]所述速灌器I前端安装有能够实现速灌器I与凝汽器管板密封对接的环形密封体。
[0014]所述竖直导轨上、下端设置在固定安装在凝汽器管板上的底座上。
[0015]一种利用所述装置对电厂凝汽器在线快速酸洗方法:
a.伺服装置向水下定位装置发出指令，驱动上支座和下支座到达设定凝汽器换热器管板纵坐标位置；
b.水下定位装置锁定位置，推进器水平方向工作推进速灌器1、速灌器II和凝汽器管板对接，并封闭这一区域，避免冷却水进入和酸洗液的外漏；
c.酸洗配液装置通过注液管向速灌器供出酸洗液，速灌器将酸洗液供入凝汽器换热管内进行化学清洗、浸泡；
d.达到设定的清洗浸泡时间后，酸洗配液装置停止注入酸洗液，开启预启阀，灌器1、速灌器II在伺服装置驱动下退出和凝汽器管板的密封对接，退回到上支座和下支座上，关闭预启阀；
e.速灌器解除密封状态后，按程序移至下一凝汽器待清洗区域，冷却水自动进入清洗区域，稀释带走清洗后残渣、残液，完成一次清洗任务，重复a?e这个动作完成整个凝汽器的清洗任务。
[0016]可同时对速灌器覆盖区域内的多排凝汽器换热管实现在线清洗，也可视情况对结垢严重的区域进行多批次重点清洗。
[0017]本发明的有益效果是:
a.简化了结构，只用一个垂直液压缸就可完成定位工作，降低了对定位精度的要求，提高了装置的运行可靠性；
b.速灌器的长度可根据凝汽器水室进行设计，对一排或多排换热管进行全覆盖清洗，通过驱动装置上下移动，对凝汽器进行全覆盖清洗；
c.大幅度提高了清洗速度，缩短了清洗时间，通过合理的设计速灌器，可在8?12小时内完成全部凝汽器(2万根管)清洗；
d.可以达到零排放，本发明以最大的电厂凝汽器换热管(Φ23.5x11000)为例:每根换热管的内部容积只有5L不到，以一次清洗160管计算，采用快速化学清洗加药量只有不到80L，避免了化学药剂加入循环水中被大量稀释的后果，可大幅减少化学清洗剂的使用量。经测算达到同样的清洗效果，可减少用药量达10倍以上。在大幅度降低清洗了成本的同时大幅度提高了清洗效果。由于加药量少，又能根据具体情况确定加药量，可确保充分完全的化学反应，且循环水量是加药量的万倍以上，因此完全可以达到零排放；
e.本发明的酸洗液可在一排或多排换热管内局部有保持一定的酸洗浓度，万一流出，由于循环水量(以电厂凝汽器为例)是加药量的万倍以上，马上被稀释到一个极低的浓度(万分之五以内)较之同类化学在线清洗方法可完全没有带浓度的化学清洗剂流经循环水管道、循环水泵、凝汽器管板等其它辅助设备，从而彻底的避免对它们的腐蚀破坏；
f.采用新型的速灌器，较之以前提出的“电厂凝汽器高压水射流在线清洗机器人技术”(详见专利:ZL200510037864.1 )，本发明速灌器只在换热管入口外侧运行，取消了高压软管和喷头进入换热管内的动作，减少了盘管系统，没有了 ‘高压水射流清洗机器人’运行中高压软管的收放动作，简化了设备装置和控制难度，有效避免诸多运行不安全因素，大幅提高了运行的可靠性。因此，不仅可在电厂凝汽器中应用，还可扩展至其它工业凝汽器中应用；
g.本发明的水下定位装置，采用液压悬挂式水下定位装置构成，较之老的关节型水下机器人，可实现换热管多排区域清洗，便于路径控制的实现，大大缩短了清洗时间；由于液压装置自身的高压、密封良好的特性，有效的解决了“关节式机器人”动态密封的问题，提高了运行可靠性；其结构更加简单，覆盖面积基本无死区；自锁性能好、抗振动、稳定性高，水下部分无电动设备更有利于水下工作的安全性，便于清洗运动路径控制的实现，具有更好的实用性。
[0018]如上所述，本发明在实现零排放的前提下，大幅度提高了清洗速度，缩短了凝汽器清洗时间，提高了运行的可靠性，在降低了凝汽器清洗成本的同时又保障了清洗效果(可实时保持凝汽器清洁率)。实现了节能、减排的双重目标，因此在本领域内有着良好和广泛的应用前景。
【附图说明】
[0019]图1为本发明结构总图一；
图2为本发明速灌器组合推进器结构示意图； 图3为本发明结构总图二；
图4为本发明速灌器缸推进器结构示意图；
I一凝汽器返回水室，2—凝汽器换热管，3—酸洗配液装置，4一伺服装置，5—凝汽器