凝汽器海綿膠球清洗端差過高的原因分析及循環(huán)水二次濾網(wǎng)堵塞處理

通過對(duì)熱電廠200MW#1機(jī)組凝汽器海綿膠球端差過高的原因進(jìn)行分析，通過對(duì)凝汽器換熱鋼管進(jìn)行高壓清洗；循環(huán)水二次濾網(wǎng)增大通流截面，改造排污裝置；倒“V”活動(dòng)式收球網(wǎng)進(jìn)行改造,提高收球率等措施有效地解決了凝汽器端差過高的問題，改造效果顯著。

凝汽器；端差；高壓海綿膠球清洗；二次濾網(wǎng)；收球網(wǎng)

膠球清洗設(shè)備概述及存在的問題

我廠機(jī)組采用的是V型表面式凝汽器，共計(jì)兩臺(tái)。主要用途是在汽輪機(jī)排汽口建立和保持一定的真空，同時(shí)將排汽凝結(jié)成水并除去其中的部分氧氣重新為鍋爐給水，使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹到盡可能低的冷端壓力，增加汽輪機(jī)中的理想熱降，提高循環(huán)熱效率。

凝汽器壓力下的飽和溫度（凝結(jié)水溫）與循環(huán)冷卻水出口溫度之差稱為端差。端差越大凝汽器的真空就越低，而汽輪機(jī)真空下降即排汽壓力升高可用焓降減小就會(huì)降低汽輪機(jī)組的輸出功率。排汽溫度過高又可能引起凝汽器鋼管松弛破壞嚴(yán)密性還可能使排汽缸軸承座受熱膨脹引起中心變化產(chǎn)生振動(dòng)以及排汽容積流量減小對(duì)末幾級(jí)葉片不利。理論上，端差越低越小，但實(shí)現(xiàn)困難，實(shí)際上綜合有關(guān)指標(biāo)，確定出＜經(jīng)濟(jì)控制指標(biāo)。我廠機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間以來，凝汽器端差一直偏大，在內(nèi)變動(dòng)，嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)運(yùn)行的安全，降低了汽機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。機(jī)組凝汽器端差見表。

表1#1機(jī)組凝汽器端差

凝汽器海綿膠球清洗端差過高的原因分析

凝汽器換熱鋼管結(jié)垢、堵塞嚴(yán)重,現(xiàn)場(chǎng)檢查凝汽器換熱鋼管水側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重，并有大量污泥積存，通過對(duì)換熱鋼管進(jìn)行取樣化驗(yàn)，換熱鋼管結(jié)垢量平均值為＞規(guī)定值，個(gè)別換熱鋼管被各種懸浮物、膠球堵塞。換熱鋼管水側(cè)結(jié)垢、大量積存的污泥及其它懸浮物，極大地降低了鋼管的換熱效果，進(jìn)而使端差增大。

循環(huán)水二次濾網(wǎng)堵塞嚴(yán)重

現(xiàn)場(chǎng)檢查從圖可以看出二次濾網(wǎng)被水塔填料碎片、塑料膜等堵塞嚴(yán)重。對(duì)二次濾網(wǎng)排污裝置運(yùn)行情況檢查，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刮板將濾網(wǎng)上的雜物刮下后，通過排污管將雜物排出，圖看出排污管排污過程為逆流而行，由于循環(huán)水的沖擊，造成排污管排污不暢，排污效果明顯減弱，導(dǎo)致二次濾網(wǎng)被雜物堵塞嚴(yán)重，達(dá)到通流截面，導(dǎo)致循環(huán)水過水量不足，壓力降低。如果機(jī)組的負(fù)荷高，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致排氣量的增大，如果此時(shí)水量少了，肯定會(huì)引起排汽溫度的升高，而一定量的循環(huán)水它的吸熱能力是一定的是有限的，如果嚴(yán)重的話甚至?xí)�有溶于水的氣體析設(shè)備運(yùn)維出，這樣無疑會(huì)使水側(cè)換熱效果變差，致使出水溫度較此時(shí)真空對(duì)應(yīng)下的排氣溫度相差很多，端差變大。

圖1二次濾網(wǎng)堵塞 圖2二次濾網(wǎng)排污裝置

海綿膠球收球率過低

我廠每臺(tái)汽輪機(jī)凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)配置有兩套運(yùn)行的膠球清洗裝置，膠球清洗裝置收球網(wǎng)為倒“V”活動(dòng)式收球網(wǎng)，由兩片網(wǎng)板組成，頂部為迎水端，網(wǎng)板將整個(gè)管道截面完全遮攔。每片網(wǎng)板底部設(shè)有膠球出球口，膠球經(jīng)此出球口引出至循環(huán)單元。每片網(wǎng)板由一根轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)，在非運(yùn)行工況時(shí)可旋轉(zhuǎn)至一定角度，形成與水流方向略微傾斜的型結(jié)構(gòu)，此時(shí)水流對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行反沖洗，可去除網(wǎng)板上的雜質(zhì)，運(yùn)行時(shí)網(wǎng)板轉(zhuǎn)回至倒“V ”�，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中我廠機(jī)運(yùn)行期間收球率僅達(dá)到，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)收球網(wǎng)管段開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)以下問題懸臂梁?jiǎn)栴}突出。網(wǎng)板彈性變形。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)竄動(dòng)。

收球網(wǎng)跑球嚴(yán)重致使收球率過低，終導(dǎo)致?lián)Q熱鋼管不能在運(yùn)行中正常的進(jìn)行膠球沖洗，換熱鋼管結(jié)垢、堵塞嚴(yán)重，換熱效果降低，端差增大。

改進(jìn)措施，換熱鋼管進(jìn)行高壓清洗

利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，采用高壓技術(shù)清洗凝汽器鋼管內(nèi)的結(jié)垢及雜物。高壓清洗技術(shù)，它是將低壓清水經(jīng)高壓泵升壓后，輸入高壓軟管，由噴嘴上的孔將高壓水轉(zhuǎn)變成高速水流，來沖擊凝汽器冷卻鋼管內(nèi)表面的污垢，并利用噴水方向偏后的反作用推動(dòng)噴嘴帶動(dòng)軟管向前運(yùn)動(dòng)，達(dá)到整根冷卻鋼管清洗的目的。高壓清洗凝汽器鋼管后，換熱鋼管水側(cè)管壁潔凈度可達(dá)到，清洗后效果顯著。

二次濾網(wǎng)及排污裝置改造，增大二次濾網(wǎng)通流截面

確定改造方案，見圖�，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)施，拆除舊的二次濾網(wǎng)及排污裝置，安裝新濾網(wǎng)及排污裝置。排污裝置運(yùn)行原理：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)渦輪傳動(dòng)，渦輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刮板軸及刮板旋轉(zhuǎn)將二次濾網(wǎng)上的雜物刮下，通過排污管順流排入收集室定期清理。改造后，通流面積是原有通流面積的倍，凝汽器進(jìn)水壓力降低，凝汽器回水壓力升高，循環(huán)水水量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，提高凝汽器循環(huán)水進(jìn)水壓力。

圖3收球網(wǎng)改造方案示意圖

對(duì)收球網(wǎng)進(jìn)行改造,提高收球率

針對(duì)收球網(wǎng)跑球嚴(yán)重問題，我們將倒“V”活動(dòng)式收球網(wǎng)改為曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網(wǎng)。該收球網(wǎng)是在倒“V”活動(dòng)式收球網(wǎng)基礎(chǔ)上將傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)為四桿結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度為這樣曲柄按一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)規(guī)律繞固定軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿帶動(dòng)網(wǎng)板在規(guī)定的旋擺角度左右的兩個(gè)極限位置旋擺既可靠地實(shí)現(xiàn)收球工況功能，又能可靠的實(shí)現(xiàn)反沖洗工況功能。網(wǎng)板旋擺到左極限位置為運(yùn)行工況時(shí)膠球從底部引出口引出網(wǎng)板旋擺到右極限位置為反沖洗工況時(shí)網(wǎng)板與水流平行，對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行反沖洗及減少水阻。在兩個(gè)極限位置曲柄與連桿共線，為機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置，利用其進(jìn)行自鎖。此時(shí)，不論網(wǎng)板上作用多大力，其位置不變，可靠地實(shí)現(xiàn)收球和反沖洗功能。改造前、后收球率調(diào)查表。它具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

   受力合理，收球網(wǎng)的各工況都由網(wǎng)板底端的旋擺機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)軸與承重軸分開，收球工況時(shí)網(wǎng)板呈穩(wěn)定的三角形，徹底解決了懸臂梁?jiǎn)栴}，受力非常合理，密合力大。

   網(wǎng)板不變形，網(wǎng)板采用鋼結(jié)構(gòu)框架上鋪楔形焊接網(wǎng)，鋼性強(qiáng)，不受損。旋擺機(jī)構(gòu)無論在任何工況下都對(duì)網(wǎng)板實(shí)行自鎖，因此承重軸的磨損非常小，不會(huì)產(chǎn)生任何變形。

   傳動(dòng)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，受力合理，網(wǎng)板自鎖，不論對(duì)網(wǎng)板作用多大的力，網(wǎng)板都不發(fā)生彈性變形，位置不變；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)網(wǎng)板到位準(zhǔn)確，限位準(zhǔn)確，輸入量與輸出量對(duì)應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確可靠，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不磨損，因此不會(huì)產(chǎn)生間隙而導(dǎo)致漏球。曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網(wǎng)特點(diǎn)示意圖見圖4。

圖4曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網(wǎng)特點(diǎn)示意圖

實(shí)施前后效果

采取上述措施后，換熱鋼管水側(cè)管壁潔凈，提高了循環(huán)水的水量和壓力，膠球收球率達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)，凝汽器換熱效果大大的提高，端差明顯的降低。改進(jìn)前、后的凝汽器端差效果對(duì)比見表。

表2改進(jìn)前、后的凝汽器端差效果對(duì)比

通過分析、查找原因、及時(shí)改造有效的解決我廠機(jī)組凝汽器海綿膠球清洗端差過高的問題，取得良好的效果，為機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。同時(shí)為不同類型凝汽器海綿膠球清洗端差過高的問題提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。