“在线冲洗机器人弥补了胶球清洗系统不足，有效降低机组煤耗，改变了传统的清洗方式。”日前，在江苏南京召开的第五届热电联产与煤电深度节能新技术研讨会上，郑州赛为机电设备有限公司总经理姚杰新对记者表示，我们围绕电力、能源、化工和供暖等高能耗企业的节能与环保等方面问题，开展实用新型技术研究和新技术推广应用，取得了系列技术创新成果，为高能耗企业的经济运行和节能减排提供了良好的产品和服务。
据了解，此次研讨会除系统梳理国家在热电联产发展、节能减排及环保方面的政策与法规外，就热电联产、集中供热系统的节能措施与供热能效管理、发电企业节能减排升级改造案例和经验交流、大容量汽轮机组深度节能改造先进技术及其应用、基于工业4.0的凝汽器在线冲洗机器人技术与应用、煤电机组汽机冷端系统优化与节能新技术与应用等热电厂运行和技术改造中亟待解决的疑难问题，进行交流与探讨。
汽轮机冷端设备节能潜力巨大
姚杰新对记者表示，凝汽器是汽轮机重要的冷端设备，真空是衡量火力发电厂(核电站)热力循环效率的关键指标之一。近年来，随着大容量机组热端参数向超临界、超超临界方向发展，机组的效率不断提高的同时，材料和工程造价也接近极限，而汽轮机冷端设备基本上还停留在传统技术水平，节能潜力巨大。
对于冷端设备清洁生产面临的问题，姚杰新认为，随着节水与减排政策的落实和加强，补水条件变化引起循环水质恶化，导致浓缩倍率或离子浓度波动大，凝汽器结垢和脏污倾向加大。并且，单台循环泵、低速泵或变频泵运行，造成循环水流速偏离设计，不仅会造成胶球堵塞管口，收球率降低，泥垢也会快速沉积。
传统清洗技术存在收球率低、除垢效果不明显、清洗不均、堵塞管道、运行维护不便，不能满足大机组对凝汽器更高清洁度的要求，也无法实现对其它换热器的高效清洗等问题。
“传统的胶球清洗系统容易出现收球率低、低流速下堵管并造成泥垢沉积等问题，而且一旦胶球系统故障，凝汽器就失去在线清洗手段，长期泥垢沉积会导致硬垢产生，导致凝汽器换热效率下降。因此，胶球系统不能满足大机组对凝汽器更高清洁度的要求。”江苏镇江发电有限公司技术支持部高级工程师许浩然说。
“人工捅洗管道需要停机进行，劳动强度大、除垢不彻底、易损伤换热管。” 姚杰新说，而WSD系列凝汽器在线清洗技术采用水蜘蛛(Water Spider)仿生机器人技术，解决了人工操作的不足。依据工业智能机器人理念，具有多机自动、单机自动、实时数据检测、数据查询与远程无线传输等多项功能，运动机构三道保护，真正的一键操作，方便可靠，免去运行人员操作麻烦。
并且，WSD凝汽器在线清洗机器人可一键式智能化操作，具有数据查询、故障报警与分析、保养提示、多重保护、数据远程无线传输等功能。
江苏镇江发电有限公司于2015年5月和10月分别对#5、6机凝汽器加装了WSD在线清洗机器人装置，该系统投运以来，运行可靠，操作方便，维护工作量少。为验证清洗效果，电厂对#5机进行了三个月、五个月的历史同期工况对比、清洗装置投退情况对比和第三方性能测试等工作，证明清洗效果明显，凝汽器清洁度明显提升。
许浩然对记者介绍，江苏镇江发电有限公司循环水系统取水点位于北依长江镇扬河段，附近引河贯穿，沟塘密布。该流域藻类和泥沙含量较大，加上水中杂物较多，容易造成凝汽器泥垢沉积、产生生物粘泥等问题。
电厂直流循环机组设计为大流量，低扬程，因此循环水流速长期偏低，尤其是切换为单台循环泵运行期间，胶球容易堵塞管口，泥沙更加容易沉积。
许浩然对记者介绍，传统的胶球清洗系统容易出现收球率低、低流速下堵管、清洗不全面等问题，长期泥垢沉积会导致硬垢产生，导致凝汽器换热效率下降。因此，传统的胶球系统不能满足大机组对凝汽器更高清洁度的要求。
“水蜘蛛”清洗机器人具有良好推广价值
据了解，胶球清洗系统是煤电机组的标准配置设计，在国内大中型电站长期存在着不同程度的问题，尤其是大机组凝汽器为新型水室结构，循环水管路粗，流速低、流量大，胶球系统容易存在堵球等问题，有二次滤网的机组，水阻大，上述问题更加突出。收球网故障率高、跑球等也是收球率低的原因。清洗效果差，胶球进入凝汽器是随机分布，无法对所有换热管进行清洗，而且水质、胶球质量、杂物堵塞等影响因素较多，均会造成部分换热管长期得不到清洗。自动化程度低，运行操作比较繁琐，给设备的正常使用带来困难，消耗人力物力。
“水蜘蛛”清洗机器人可全方位清洗功能，实现凝汽器全过程、全方位、高效在线清洗，弥补和代替胶球清洗系统。根据机组运行环境和水质情况，提供气-水脉冲清洗、加药杀菌、 停机后通风干燥保养等多项功能。
“在线清洗运行成本低，每次耗电约600度左右，无需其它材料消耗，运行操作简单，维护工作量很少。”许浩然说，通过管路走向设计和泵站设置，可实现凝汽器检修中气水冲洗，高压水冲洗等功能，解决临时停机清洗问题。
“加装WSD在线清洗机器人后，无论间断冲洗还是连续冲洗方式，凝汽器真空均会有明显的提升，相比历史同工况真空度提升量明显(夏季接近1.5%)，说明WSD在线清洗机器人具有良好的节能效果。”姚杰新对记者表示。
“凝汽器水阻降低，可明显降低循环水泵电流，充分发挥冬季低速泵或低循环水量运行的节电效益。因此，WSD凝汽器在线清洗机器人项目综合效益明显，对于大中型煤电机组深度节能均具有很好的推广价值。”许浩然说。
姚杰新对记者说:“水蜘蛛清洗机器人属于国家鼓励的高端智能装备，其应用改变了传统的凝汽器清洗方式和运行观念，是一种先进的精益生产技术。该项技术对深入挖掘汽轮机冷端设备节能潜力，开展煤电机组深度节能改造具有良好的应用前景。”
