凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造方案基本原理、組成及膠球類型選用

      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造方案基本原理、組成及膠球類型選用，針對(duì)國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)收球率低的問(wèn)題，發(fā)電廠對(duì)收球網(wǎng)、凝汽器水室及系統(tǒng)進(jìn)行了改造，取得了很好的效果。介紹了該膠球清洗裝置系統(tǒng)的基本原理、組成及膠球類型的選用，提出了具體改造方案，供同類型機(jī)組改造時(shí)參考。
      目前我國(guó)大型火力發(fā)電廠的凝汽器普遍采用凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)，它可以在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下清洗凝汽器銅管。從發(fā)電廠近幾年來(lái)凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)運(yùn)行情況看，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)，不但能降低凝汽器端差和背壓，提高汽輪機(jī)組真空度，降低機(jī)組煤耗，而且能抑制凝汽器銅管的水側(cè)結(jié)垢、腐蝕，它是實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效措施。發(fā)電廠1、2號(hào)機(jī)組原凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)是1994年投入運(yùn)行的，系統(tǒng)如圖1所示。
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)流程：裝球室→凝汽器銅管→收球網(wǎng)→膠球匯集器→膠球泵→裝球室。
      1號(hào)機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)使用效果不佳，收球率低，造成凝汽器運(yùn)行條件的惡化，為此，在1995、1996年1號(hào)機(jī)組臨檢、小修期間，對(duì)1號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)進(jìn)行了改造。
1設(shè)備簡(jiǎn)介
      我廠1號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)是中國(guó)兵器工業(yè)長(zhǎng)春55研究所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。此系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)范如下：
      a.收球網(wǎng)(見(jiàn)圖2a)型號(hào)DDSS-1600—I公稱通徑1600mm設(shè)計(jì)壓力0.6MPa
      b.裝球室型號(hào)ZQS400-Ⅱ
      c.膠球匯集器型號(hào)150XZ-12.5A圖1凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)示意圖流量120m3/h轉(zhuǎn)速970r/min
      d.全電壓三相空載試驗(yàn)受到現(xiàn)場(chǎng)電源條件限制，試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高，而且對(duì)故障相判斷也需依賴于單相空載試驗(yàn)來(lái)確定。
      e.國(guó)外一些廠家在變壓器出廠試驗(yàn)中給出200V低電壓空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)，供現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)對(duì)比，這一做法值得借鑒。國(guó)內(nèi)的變壓器生產(chǎn)廠家應(yīng)向用戶提供單相低電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比。
      f.電力系統(tǒng)新投入變壓器或大修后變壓器如能進(jìn)行低電壓空載、低電流短路試驗(yàn)，建立變壓器此項(xiàng)技術(shù)檔案，對(duì)變壓器的正常運(yùn)行監(jiān)視及發(fā)生異常、故障時(shí)的缺陷判斷、查找是十分有利的。
      低電壓?jiǎn)蜗嗫蛰d試驗(yàn)對(duì)查找變壓器繞組、鐵心故障來(lái)講是值得突出重視的一種試驗(yàn)方法。該方法具有試驗(yàn)設(shè)備輕便，易于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，判斷故障準(zhǔn)確，靈敏度高等特點(diǎn)，應(yīng)該大力推廣。
2凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造
      我廠對(duì)1號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造分為兩個(gè)階段。
2.1一階段
      將原收球網(wǎng)拆除，改裝為哈爾濱北方節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究所生產(chǎn)的HSSW-1600型收球網(wǎng)(見(jiàn)圖2b)。
      DDSS-1600-I型收球網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水阻大，膠球隨循環(huán)水經(jīng)過(guò)正V形網(wǎng)篦和擋球板落至W形收球柵，2根收球管從W形收球柵的低點(diǎn)接出，正V形收球網(wǎng)的收球管口基本位于管路中心。由于循環(huán)水管道內(nèi)水流的狀態(tài)為紊流(見(jiàn)圖3),而收球點(diǎn)正位于速度大的紊流區(qū)域，膠球從正V形網(wǎng)柵經(jīng)擋球板下落后很快堵在W形收球柵處，不能橫向流動(dòng)進(jìn)入收球管。
      HSSW-1600型收球網(wǎng)是倒V形網(wǎng)篦結(jié)構(gòu)，收球管在收球網(wǎng)簡(jiǎn)殼壁兩側(cè)，該處由于壁面限制，粘性的阻滯作用使水流速度急速下降，而且這種收球網(wǎng)水阻比較小，膠球能順利隨水流向網(wǎng)柵兩側(cè)流動(dòng)，平穩(wěn)地進(jìn)入圓弧狀收球管路。此種收球網(wǎng)可通過(guò)反向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)反沖洗。更換收球網(wǎng)后，我們進(jìn)行了投球?qū)嶒?yàn)，收球率雖有所提高，但仍不理想。
2.2二階段
2.2.1凝汽器膠球清洗裝置收球網(wǎng)改造
      由于HSSW-1600型收球網(wǎng)是活動(dòng)收球網(wǎng)，在循環(huán)水的沖擊下，定位銷不緊，易使收球網(wǎng)變位，邊緣出現(xiàn)空隙而造成漏球；同時(shí)在收球網(wǎng)兩側(cè)收球處上部易形成回流區(qū)，使部分球在收球網(wǎng)兩側(cè)懸浮，不回流�？紤]我廠循環(huán)水是閉式循環(huán)，水質(zhì)良好可不用反沖洗功能，故把原活動(dòng)式收球網(wǎng)改成焊接固定式收球網(wǎng)，同時(shí)在收球網(wǎng)兩側(cè)收球管口上方加裝了導(dǎo)流板(見(jiàn)圖4)。
2.2.2凝汽器水室改造
      由于循環(huán)水進(jìn)入凝汽器前水室，在水室四角產(chǎn)生死角或回流區(qū)，造成部分膠球滯留，不參與循環(huán)。針對(duì)此情況，在凝汽器水室間隔及四角用5mm厚鋼板堵焊(見(jiàn)圖5,導(dǎo)流板焊接時(shí)不準(zhǔn)壓蓋冷卻水管口)。
2.2.3凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造
      膠球匯集器位于膠球泵入口管段，由于它的存在，使膠球泵入口管段彎頭增多，增大了膠球入口阻力；另外膠球匯集器本身就是大的阻力源，考慮到取消匯集器對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有影響，所以取消了膠球匯集器；同時(shí)對(duì)管路進(jìn)行重新布置，減少了彎頭數(shù)量。這樣，大大減少了膠球泵入口阻力，利于膠球回收。
3凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)試投及膠球的選用
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造后，對(duì)其進(jìn)行了試運(yùn)行，次試驗(yàn)采用海綿膠球、橡膠球、復(fù)合橡膠海綿膠球進(jìn)行投放與回收，收球率均在95%以上�？紤]到橡膠球、復(fù)合球?qū)σ院笄逑淬~管不利，故選用海綿膠球。
      投放海綿膠球的數(shù)量應(yīng)視管的數(shù)量而定。憑經(jīng)驗(yàn)，一般以單流程銅管數(shù)量的1/8為佳，投球數(shù)量偏少，清洗效果較差。
      海綿膠球的質(zhì)量也是決定收球率的主要因素。一般要求海綿膠球有良好的外形，呈蜂窩狀，氣孔均勻，孔與孔相通，在水中長(zhǎng)期存放不發(fā)粘，不變形，在水中的膨脹率不超過(guò)10%;同時(shí)要求干視密度≤0.51g/cm3;濕視密度1.0～1.25g/cm3;相對(duì)壓縮率30%～48%;扯斷強(qiáng)度14.7MPa。
每次回收的海綿膠球要從收球室取出放到清水中，保持海綿膠球的清潔和一定的彈性，把受損壞的海綿膠球選出，補(bǔ)充完好的新球，根據(jù)球磨損程度定期更換，保持海綿膠球與凝汽器銅管內(nèi)壁彈性接觸。這樣即可保證銅管清洗效果，又可避免銅管內(nèi)壁出現(xiàn)劃痕。
4膠球系統(tǒng)投入后的效果
a.節(jié)煤
      膠球系統(tǒng)改造后，開(kāi)始定期投球，收球率均在95%以上。由于循環(huán)水采取加酸加藥防垢處理并堅(jiān)持膠球投入率100%,使凝汽器端差下降了4.5C,真空提高了1.1kPa。由吉林省電力科學(xué)研究院所做的1號(hào)機(jī)組熱力試驗(yàn)可知：真空每升高1kPa,機(jī)組熱耗就下降46.3kJ/(kW·h)。取鍋爐效率90%,管道效率99%,標(biāo)準(zhǔn)煤熱值29271.2kJ/kg,按1號(hào)機(jī)1a發(fā)電15億kW·h計(jì)算，全年平均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量為2929.2t。若按340元/t計(jì)算，每年可節(jié)約人民幣99.6萬(wàn)元。
b.降低端差
      端差是反映凝汽器設(shè)備熱交換狀況的指標(biāo)，一般凝汽器端差增大，主要是由銅管內(nèi)表面污垢造成的。凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的投入對(duì)端差下降起到了一定作用，效果比較明顯。
c.其它
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)正常投運(yùn)，減輕了大、小修時(shí)清洗凝汽器的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了開(kāi)支；同時(shí)也改善了凝汽器的工作條件，增強(qiáng)了抗腐蝕能力，延長(zhǎng)了銅管使用壽命。
5改造后存在的問(wèn)題及結(jié)論
改造后的凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)投運(yùn)2a來(lái)尚存在以下問(wèn)題：
      由于收球網(wǎng)不具有反沖洗功能，冬季從涼水塔出來(lái)的填料易堵塞收球網(wǎng)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)涼水塔的維護(hù)工作，打冰時(shí)注意防止損壞淋水裝置，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)清污機(jī)的運(yùn)行投入；海綿膠球在使用前需經(jīng)過(guò)浸水處理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不方便。
      應(yīng)加強(qiáng)對(duì)熱工、電氣人員的培訓(xùn)，保證凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的自動(dòng)投入，減輕投運(yùn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可保證正確的投球、收球方式。
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的可靠投入，會(huì)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益；通過(guò)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，就能使其正常運(yùn)行。因此無(wú)論從安全運(yùn)行方面，還是從經(jīng)濟(jì)方面考慮，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造都是值得推廣的。