凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造技術(shù)分析

凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造技術(shù)分析

       凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造技術(shù)分析，通過(guò)SF型收球網(wǎng)和凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的成功改造以及改造前后性能的比較分析,指出了該系統(tǒng)在實(shí)用中常見的一些問(wèn)題和解決的方法,并介紹了改進(jìn)型三代收球網(wǎng)的應(yīng)用效果。
       凝汽器膠球清洗裝置技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi)使用已多年。但是,據(jù)有關(guān)方面調(diào)查,使用的效果并不好,投運(yùn)率也很低。歸納起來(lái)主要存在兩方面的問(wèn)題:一是管理性問(wèn)題;另一是設(shè)備缺陷問(wèn)題。管理方面涉及到定期操作制度不合理,操作技術(shù)不規(guī)范等,在此僅就設(shè)備缺陷改進(jìn)問(wèn)題介紹改進(jìn)效果,并作一些技術(shù)分析,以期對(duì)有關(guān)業(yè)技術(shù)人員的工作和電力生產(chǎn)能有所幫助。
1三代收球網(wǎng)的改造
       近些年隨著裝機(jī)容量的大型化,汽機(jī)島的高度增長(zhǎng)要遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度和寬度的增長(zhǎng)。這就給位于凝結(jié)器循環(huán)水出口側(cè)膠球清洗系統(tǒng)設(shè)備的收球網(wǎng)的布置帶來(lái)了困難;促使其技術(shù)設(shè)計(jì)由小徑高比向著大徑高比方向變化的發(fā)展。三代收球網(wǎng)因此應(yīng)運(yùn)而生。
       三代收球網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)如圖1的SF1400型收球網(wǎng)示意圖所示。相對(duì)一和二代收球網(wǎng)而言其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可供調(diào)節(jié)的手段少。這樣就把收球網(wǎng)在水力工況變化時(shí)如何適應(yīng)的矛盾由運(yùn)行操作者的調(diào)整來(lái)解決的方式轉(zhuǎn)化為依靠設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平來(lái)解決的方式,即收球網(wǎng)需要有一個(gè)優(yōu)秀的流場(chǎng)設(shè)計(jì)。
       我們?cè)诠ぷ髦性�接觸過(guò)多家制造廠生產(chǎn)的同一容量的三代收球網(wǎng),它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)形式上雖大致相同,但使用效果卻相差很大。不少制造廠由于只是采用模仿他人設(shè)計(jì)的方法,再加之對(duì)三代收球網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)沒(méi)有掌握,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)處經(jīng)常處于盲然并存在隨意性,結(jié)果問(wèn)題層出。歸納起來(lái)有如下幾點(diǎn):
       (1)阻尼件設(shè)計(jì)形式不一,定位隨意,其結(jié)果形同虛設(shè)。
       (2)柵板的夾角設(shè)計(jì)和阻尼件布置設(shè)計(jì)之間的配合缺乏技術(shù)依據(jù),多數(shù)為套用或盲目地模仿,效果普遍較差。
       (3)柵板與殼體底部膠球匯集口之間的嚙合多為硬連接,這在原理上可行,但是沒(méi)有考慮到生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用條件的限制;在自動(dòng)控制操作時(shí)此處經(jīng)常嚙合不嚴(yán)(應(yīng)采用柔性連接)。
       例如某制造廠為1臺(tái)N6815型凝結(jié)器配套的<1400三代網(wǎng),原設(shè)計(jì)中兩柵板網(wǎng)之間夾角過(guò)大(大于60°),且阻尼件在流場(chǎng)中的位置布置不適當(dāng),形狀也不合理,因此造成實(shí)際運(yùn)行中柵網(wǎng)面上大面積停球,如圖1b所示。無(wú)法產(chǎn)生球流的正常循環(huán),清洗效果極差,膠球的回收率只有10%～20%。又如另一制造廠NT100-Ⅲ型凝結(jié)器配套的<1400三代網(wǎng)柵板和阻尼環(huán)設(shè)計(jì)雖基本準(zhǔn)確,但是收球效率也只有50%～60%,網(wǎng)內(nèi)積球嚴(yán)重。
       針對(duì)這些情況,建立了1只模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),改進(jìn)的設(shè)計(jì)依據(jù)是以在這只比例為1∶5的水模試驗(yàn)臺(tái)上,所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為指導(dǎo),經(jīng)分析計(jì)算而確定的。
       試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,N6815型的網(wǎng)原設(shè)計(jì)當(dāng)收球網(wǎng)處在運(yùn)行位置時(shí),網(wǎng)內(nèi)柵板面前后水壓之差Δp變化規(guī)律是由循環(huán)水來(lái)流指向膠球抽吸口方向沿程不斷增加,柵板的下部Δp值的差別可以高達(dá)1000Pa以上。由于水流垂直于網(wǎng)面的正壓力過(guò)高,使得在網(wǎng)面上滑行、滾動(dòng)的膠球運(yùn)動(dòng)阻力陡增,這是網(wǎng)面停球的主要原因。改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí),因受現(xiàn)場(chǎng)條件限制柵板角度未變,而在柵板中下部流場(chǎng)內(nèi)合理設(shè)置了阻尼件,且阻尼件形狀也由機(jī)翼型改進(jìn)成拋物線薄板型,使得對(duì)應(yīng)網(wǎng)面前后壓差Δp大幅降低,徹底消除了網(wǎng)面上的停球現(xiàn)象,建立起正常的球流循環(huán),取得了很好的效果。而對(duì)NT100-Ⅲ型的網(wǎng)改進(jìn)重點(diǎn)則是放在膠球匯集抽出口的泄水、流動(dòng)條件的改善上。由于水模試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)明顯、準(zhǔn)確,網(wǎng)內(nèi)積球得以消除,使得改造工作獲得了圓滿成功。兩只收球網(wǎng)改造前后的性能比較參見表1。
2凝結(jié)器水室的改造
       目前國(guó)內(nèi)的汽機(jī)房凝結(jié)器設(shè)計(jì)與膠球清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是相互獨(dú)立的,凝結(jié)器設(shè)計(jì)技術(shù)并沒(méi)有考慮膠球清洗這一特殊需求,換言之它們不是一種配套設(shè)計(jì),須由用戶根據(jù)自己的特殊需要改進(jìn)設(shè)計(jì)。這是一個(gè)體制問(wèn)題,目前已顯現(xiàn)出它的弊端,應(yīng)該著手解決。
表1N6815和NT100-Ⅲ型膠球清洗系統(tǒng)改造前后測(cè)試結(jié)果

       例如NT100-Ⅲ型凝結(jié)器為兩道制水路,前后水室內(nèi)死角較多,不利于膠球循環(huán)。據(jù)改造前進(jìn)行的項(xiàng)試驗(yàn)表明,僅后水室的滯球率就達(dá)到10%～15%,尤其是在小流量工況下更為嚴(yán)重。改造中在前后水室多處,尤其是后水室頂部加裝了導(dǎo)流板,消除了滯留死區(qū),取得了很好的效果。
3膠球泵容量的選擇
       膠球泵水流量應(yīng)控制在凝結(jié)器循環(huán)冷卻水流量的0.1%范圍,而目前制造廠提供的膠球泵系列產(chǎn)品種類較少,一般為125SS-9/12/21等幾個(gè)型號(hào)。廠家配套的泵容量占凝結(jié)器循環(huán)水流量的比例約在1.2%～2%以上,某些制造廠還想用大容量的泵汲水作用來(lái)彌補(bǔ)收球網(wǎng)的不良設(shè)計(jì),這種做法不僅多數(shù)于事無(wú)補(bǔ),而且還會(huì)提高凝結(jié)器傳熱過(guò)程中的冷卻水平均溫度水平,增加泵功消耗。應(yīng)引起有關(guān)部門的足夠重視,及時(shí)糾正這種傾向。
4改造效果的比較
       改進(jìn)的某N6815型和NT100-Ⅲ型凝結(jié)器膠球清洗裝置系統(tǒng)在改造前后均作了性能對(duì)比性試驗(yàn),其試驗(yàn)的平均測(cè)試結(jié)果見表1所示。
從多次的比較性試驗(yàn)結(jié)果還可明顯看出以下幾點(diǎn)差別:
       (1)改進(jìn)后的膠球清洗裝置系統(tǒng)在凝結(jié)器設(shè)計(jì)冷卻水流量的70%～115%范圍內(nèi)各種運(yùn)行條件下性能都比較穩(wěn)定,說(shuō)明其工況適應(yīng)好,而原有系統(tǒng)受水流量變化的影響較大。
       (2)改進(jìn)型的三代收球網(wǎng)在次收球5~10min之內(nèi)就能夠達(dá)到85%以上,收球時(shí)間明顯縮短,說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)(主要是收球網(wǎng)處)窩球、滯球現(xiàn)象大大減少。
       (1)由于SF型三代收球網(wǎng)具有較大的徑高比,這在大型機(jī)組的安裝布置方面取得了優(yōu)勢(shì),但是也對(duì)其內(nèi)部的流場(chǎng)設(shè)計(jì)提出了很高的要求。不少制造廠家簡(jiǎn)單地模仿套用他人設(shè)計(jì)是造成其性能下降的主要原因。以模擬試驗(yàn)方法指導(dǎo)技術(shù)設(shè)計(jì)和改進(jìn)不失為一種組織好網(wǎng)內(nèi)流場(chǎng)的有效手段。
       (2)所介紹的在模型試驗(yàn)指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的改進(jìn)型SF型三代收球網(wǎng)具有流量適應(yīng)范圍寬、收球時(shí)間短、收球率高而穩(wěn)的性能特點(diǎn)。
       (3)在凝結(jié)器膠球清洗裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,凝結(jié)器的水室結(jié)構(gòu)是否合理應(yīng)該引起足夠的重視。建議有關(guān)部門將凝結(jié)器與膠球清洗裝置系統(tǒng)兩者進(jìn)行配套設(shè)計(jì)。
       (4)須嚴(yán)格控制膠球泵的流量,以保證凝汽系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性。