提高凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)工作效率的途徑分析

     提高凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)工作效率的途徑分析。提高凝汽器冷卻水管內(nèi)壁的潔凈，保連凝汽器較高的真至和較小的端差是提高汽輪現(xiàn)組循環(huán)熱效率的主要方法之一、文章以125MW機組為例，介紹了近年來國內(nèi)許多汽輪發(fā)電機組膠球自動清洗系統(tǒng)的采用及具有夫改動的情況.實踐證明，14FH-5-0凈水器和S14-0膠球收球網(wǎng)的使用，計提高凝汽器運行可靠性，經(jīng)濟效益顯著,還指出了膠球自動清流系統(tǒng)的使用注意事響及字在問題。
     凝汽器是火力發(fā)電廠、核電站及化工企業(yè)中的重要設(shè)備，維護凝汽器冷卻水管內(nèi)壁的潔凈，保持凝汽器較高的真空和較小的端差是提高汽輪機組循環(huán)熱效率的主要方法之一、為了維護凝汽器冷卻管的潔凈，過去我國大部分電廠曾采用停機或減負荷分半由人工清洗的方法、這樣，冷卻管在從清潔——被污染——減負荷清洗的較長周期中.有相當(dāng)長的時間清潔系數(shù)小于設(shè)計值(在設(shè)計上，國內(nèi)一般取清潔系數(shù)為0.80-0.85).使汽輪機組處于具空惡化的不經(jīng)濟狀態(tài)下運行.導(dǎo)致汽輪機熱耗率和發(fā)電煤耗率增加。以125MW機組為例，當(dāng)汽輪機背壓偏高設(shè)計值和凝汽器端差增大后，熱耗率與煤耗率的變化見表1。
     目前，國內(nèi)多數(shù)汽輪發(fā)電機組都采用了膠球自動清洗系統(tǒng)，使凝汽器冷卻管在運行中保持清潔狀態(tài).提高了真空度并減少了水阻，從而節(jié)約發(fā)電單位煤耗。經(jīng)測試比較，清潔度提高0.2-0.3.相當(dāng)于增加了凝汽器冷卻面積20%-30%。在冷卻水質(zhì)較差的一些發(fā)電廠煤耗節(jié)約可達2%-3%或更多.由于膠球自動清洗系統(tǒng)還可使冷卻管的損壞減少，并能提高凝汽器運行的可靠性.減少汽輪機設(shè)備計劃外停機次數(shù)，另外，由于發(fā)電煤耗降低，可減少有害物質(zhì)的排放量；由于腐蝕受到控制，還可減少金屬材料的損耗。膠球自動清洗系統(tǒng)由此成了火力發(fā)電廠重要的節(jié)能措施之一。
2凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)情況的概述
     由于種種原因，日前膠球自動清洗系統(tǒng)的投人率和收球率還不理想、設(shè)備、系統(tǒng)、運行維護和管理還存在一些問題，有待進一步完善。44臺125MW及以容量的大機組進行調(diào)查，結(jié)果表明：機組裝設(shè)膠球自動清洗系統(tǒng)、能夠正常投運、且收球率在90%以上的機組僅占29%;收球率不高或投運不正常的機組占64%:另有幾臺機組未裝或正在改進自動清洗系統(tǒng)。
     幾年來.對膠球自動清洗系統(tǒng)也作了不斷探索、不斷改進，使之逐步趨向完善。目前，已能做到正常投運，經(jīng)濟效益顯著。特別是夏季運行工況，機組真空能維持在較高水平，確保了機組多發(fā)電、高效率、低消耗。
     經(jīng)驗研明，固定錐形收球網(wǎng)只適合于中小機組及征環(huán)水源較清潔的地區(qū)或部分閉式循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)，因長期運行水阻大、剛性差易變形，積聚垃及后清掃困雄，須停機進行、100MW以上大機組宜選用蝶形活動收球網(wǎng)。該型網(wǎng)靈活性強，適應(yīng)不同運行工況，不同地區(qū)使用，操作簡單，運行水阻小.收球率高，檢查維護方便，經(jīng)驗還證明.良好的設(shè)備是保證膠球清洗工作順利投運的先決條件。而優(yōu)質(zhì)的維護與管理又是止常投運的必要條件，兩者緊密結(jié)合，缺一不可、一期T程裝有2臺國產(chǎn)125MW機組，編號為1號和2號，分別于9月和7月投產(chǎn)期工程裝有2臺前蘇制210MW機組，編號為3號和4號，分別于12月和11月投產(chǎn)、4臺機的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)均采用海水直流供水.即一次開放性循環(huán)、由于1、2號機組比3.4號機組早投產(chǎn)10年，所以3、4號機組的膠球白動清洗系統(tǒng)，從設(shè)計、安裝到運行管理和維護.都吸取了1、2號機組的經(jīng)驗教訓(xùn)，采用的是不銹鋼設(shè)備，凝汽器循環(huán)水進水凈水器型為FFLM1800/1600,收球網(wǎng)型號為HQW-1604iJ、膠球泵型號為125SS-9,清洗系統(tǒng)的連接管路均采用不銹鋼管，投產(chǎn)后運行正常。
3原凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)存在的問題
     我“一期工程的2臺125MW機組的凝汽器，三安裝時均隨機裝有立式渦流切向清洗二次濾網(wǎng)及i<球清洗系統(tǒng).由于原設(shè)備在設(shè)計，制造及村質(zhì)上存有問題、二次濾網(wǎng)除污效果差，收球網(wǎng)操作不靈.膠球回收率低，長期不能正常投運，嚴重影響有汽輪機組的安全、經(jīng)濟運行。
     采用的海水，在一般情況下水質(zhì)良好，但在大風(fēng)或夏季收獲海帶及海虹繁殖季節(jié).常有大量海帶、海虹、塑料袋、海草等雜物進入循環(huán)水，造成濾網(wǎng)培基。此時由于網(wǎng)系內(nèi)外壓差過大而將網(wǎng)芯壓變形直至撕裂，以致造成凝汽器管板布滿雜物，汽輪機真空惡化。嚴重時每隔一天就要進行一次減負荷分人工清洗凝汽器，即影響發(fā)電出力、又大大增加了檢修工人的勞動強度。收球網(wǎng)也因海水腐蝕，操作不靈，收球率不足50%,膠球自動清洗系統(tǒng)無法正常投入。
4凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造措施與效果
     為扭轉(zhuǎn)這種被動局面.在80年代末期，計別在1號和2號機組的大修中，換用了FH-5-分凈承器和S-4-#腦球收球網(wǎng)及有關(guān)推輔操作附件，主要設(shè)備材質(zhì)選1Cr18Ni9Y不鱗鋼，識增加對海水的前蝕性能，原膠球泵仍留用.凝汽器永室與諧環(huán)水管道均未政動.上述設(shè)備改裝后，以如下方式運行：
     a每臺機每個班清洗一次14FH-5-0凈水器，每次15mm左右，兩側(cè)輪流沖洗.遇有大風(fēng)或雜物多時視濾網(wǎng)前、后壓差適當(dāng)增加沖洗次數(shù)和延長沖洗時問.以清洗干凈為準(zhǔn)，
     b每臺機每Ⅱ白班進行一次膠球清洗，每次半側(cè)投入300個膠球.清洗li,收球1h.兩側(cè)輪流清洗-經(jīng)過多年運行實踐，證明14FH-5-0凈水器和S1÷-0收球網(wǎng)操作方便，除污性強.耐海水腐蝕，收球率均在90%以上，且凝汽器冷卻管保護膜末見損壞，檢修工人已從繁重的勞動中解放出來，斷汽器各項經(jīng)濟指標(biāo)大有好轉(zhuǎn)，經(jīng)濟效益顯著以2號機為例，更換前、后以全月平均數(shù)進行比較，見表2:
表2:
更換前 電換后
 水溫真空度端差水溫 真空度 裝差
月 份(U) () (r)月份(℃! (架) (C)
4 9.9 95.55 13 4 1U 9738 8.?
5 15 9444 12.7 5 157 9f..45 7.5
D 19.3 4357 11.3 6 20 95.5 h.5
     1、2號機凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改進后，較改前真空度平均提高1.1%,熱耗下降93.78kJ/kWh.煤耗下降3.6g,kWh,機組循壞熱效率提高4145%,相應(yīng)每年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤約6700t.并可多發(fā)電1050ikWh,3,4號機組正式投產(chǎn)后，膠球自動清洗系統(tǒng)亦隨之投運，操作原則與1、2號機組相同、成為定期工作.由凝值工操作，副班長監(jiān)護，并將清洗情況詳細記錄于運行日志中.從1996年夏季運行工況看.4臺機組的膠球自動清洗系統(tǒng)的正常投運.使機組均處于較好的經(jīng)濟運行水平，見表3。
5凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)正常運行必備的條件
     通過實踐我們體會到，要想使膠球自動清洗系統(tǒng)正常運行，起到良好的節(jié)能效果，必須做到以下幾點：
表3:5.1膠球清洗系統(tǒng)正常投運的關(guān)鍵問題是要清除循環(huán)水系統(tǒng)中的雜物，特別是直流供水系統(tǒng)江、河、湖、海求中的面體雜物和生物等，四此必須有完善的濾兩.目前電廣裝設(shè)的一次濾兩均為回轉(zhuǎn)機械式，網(wǎng)孔直徑在8mm和10mm之間，孔徑較大，加之同轉(zhuǎn)部分密封等因素的影響，垃圾雜物排除能力差。為了彌補這一缺陷，裝設(shè)二次濾網(wǎng)(凈水器表3:)是十分必要的，直流供水的二次濾網(wǎng)要能旋轉(zhuǎn)，并設(shè)置逆沖裝置
 水溫 1號機 2號機 3號機 4號月份 (心) 端差
(℃) 真空度
(%) 
(℃) 
(%) 端差
(() 真空度
(%) 端差
(℃) 真空度
(%)
7 225 8.1 946 7.5 45.04 7.7 945 7.5 94.0
8 252 7.3 91.9 69 93.7 7.0 922 6.9 921
9 74.4 7.7 93 73 94.06 7.4 93.15 7.2 93.3
     5.2提高膠球回收率，除清洗裝置本身結(jié)構(gòu)合理外，材質(zhì)須作相應(yīng)考慮，特別是以海水作為冷卻介質(zhì)的凝汽器清洗裝置及二次濾網(wǎng)應(yīng)選用耐腐蝕的不銹鋼材。
     5.3在安裝和檢修凝汽器時，應(yīng)徹底清除冷卻管內(nèi)壁的積垢和臟污，以保證內(nèi)壁高的初始潔凈度，這是膠球能否可靠和長期運行并取得良好效益的重要條件。對新安裝的汽輪機，膠球清洗系統(tǒng)應(yīng)與凝汽器同時投運，對現(xiàn)有的汽輪機，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)應(yīng)在換管或徹底消除--切積垢后立即投運。
     5.4選擇微孔粒度均勻、性能穩(wěn)定.球徑較銅管內(nèi)徑大1-2mm的海綿膠球。使用過程中如發(fā)現(xiàn)膠球破損或過分發(fā)胖要及時剔除掉，投人新球、也要隨時剔除磨損變小的膠球。當(dāng)球體直徑比管徑小0.1-0.3mm時，不宜再繼續(xù)使用。
     即使同批生產(chǎn)的膠球，尺寸也有大、有小，球質(zhì)也有硬、有軟，比重也不一樣，因此要有人驗收，確保膠球質(zhì)量，新膠球投入運行前，應(yīng)先用海水浸泡1-2h,并反復(fù)用手捏幾次.使膠球中的微小孔隙都充滿水，避免膠球在出水管中漂浮和滯留。
     5.5為保護和預(yù)防銅管腐蝕，延長其使用壽命，要注意冷卻管保護膜完整，不要由于膠球清洗而遭損壞，要定期加人硫酸亞鐵進行沉膜處理。
     5.6在膠球連續(xù)清洗過程中，如發(fā)現(xiàn)收球率明顯降低或運行不正常時，應(yīng)及時查找原因。如發(fā)現(xiàn)網(wǎng)板變形，應(yīng)及時采取措施整形，使其恢復(fù)正常，而不能采取消極措施將其網(wǎng)板固定或焊死：
     5.7各級領(lǐng)導(dǎo)重視，充分發(fā)動群眾，認真管理，人負責(zé)；做到有指標(biāo)、有分析、有措施、有效果、實踐證明，三分技術(shù)，七分管理，只有這樣，該項省煤節(jié)電的有效措施，才能不斷進化，日趨完善。
6目前膠球清洗裝置普遍存在問題的原因
日前膠球清洗裝置較普遍存在的問題是收球不高，清洗效果欠佳，設(shè)備缺陷較多，投入率較低。其王要原因是：
     6.1收球網(wǎng)通流部分流道設(shè)計不合理
     6.1.1上下網(wǎng)板轉(zhuǎn)軸中心位置偏高，未考慮運行時水流流動時動量的作用，以致運行時抖動或偏離正常位置。
     6.1.2未采取收球時的輔助調(diào)節(jié)及擾動措施。
     6.1.3下方箱寬度過大，進人下方箱的水流量過大，超過膠球泵的抽吸能力，以致造成部分水滯流，膠球在此回旋。
6.2制造安裝工藝性差
     6.2.1網(wǎng)面制造粗糙，條柵分布不勻，動靜間隙偏大。
     6.2.2上網(wǎng)板與方箱接合處間隙過大或平衡度差。
     6.2.3上收球網(wǎng)轉(zhuǎn)軸接口處設(shè)計制造成圓柱接頭。銷子強度不足時，轉(zhuǎn)軸受較大扭曲力矩時.很易斷裂導(dǎo)致網(wǎng)板無法活動。此處應(yīng)設(shè)計制造成方板接頭以加強其剛性。
     6.2.4下收球網(wǎng)下端蟹鉗處間隙過大，造成逃球。
6.3運行維護不當(dāng)
     6.3.1不按時投運和定期反沖，發(fā)現(xiàn)問題未及時處理消除；
     6.3.2貪圖方便，長期將網(wǎng)板置于收球位置。致使網(wǎng)板垃圾積累過多，超過網(wǎng)板承載能力，導(dǎo)致網(wǎng)板永久變形：
     6.3.3異物卡澀于動靜部分之間未及時發(fā)現(xiàn)，強行操作執(zhí)行結(jié)構(gòu)。